Kuinka joukkovelkakirjajärjestys määritetään Lewisin rakenteen avulla?

Lewis-rakenteesta alkaen joukkovelkakirjalajin määrittäminen on tehtävä, joka voi vaihdella hyvin helposta melko vaikeaan. Onneksi useimmat tapaamasi tapaukset ovat helppoja. Ensimmäisen vaiheen tulisi aina olla vedä molekyylisi. Hiilimonoksidin ja karbonaatin osalta sinun pitäisi aluksi saavuttaa tämä:

Toinen vaihe on tarkistaa, puuttuuko mikään resonanssirakenne. Tämä on ilmeisintä karbonaatissa, jonka kaikki kolme happigeeniä ovat kaikki yhtäläiset ja joiden sidokset voidaan työntää ympäri alla olevan kuvan mukaisesti, jolloin saadaan nämä kaksi muuta resonanssirakennetta:

Myös hiilimonoksidi voidaan piirtää eri resonanssirakenteessa. Nämä kaksi resonanssirakennetta eivät selvästikään ole eivät yhtä suuret, koska yksi varustaa kaikki atomit oktettilla, kun taas toinen jättää hiilet sekstillä:

Siksi sinun on kolmannessa vaiheessa paino resonanssirakenteet. Kuten edellä todettiin, karbonaatin kolme ovat kaikki samanarvoisia, meidän on katsottava, että ne edistävät samaa kokonaisrakennetta. Hiilimonoksidin pitoisuudet eivät kuitenkaan ole tasa ; kolmoissidottu rakenne vaikuttaa paljon enemmän kuin kaksoissidottu rakenne.

Kokeen tasosta riippuen voidaan odottaa, että sivuutat pienemmän resonanssirakenteen (johdantotaso) tai oletat painotuksia molemmille rakenteille (edistynyt taso) – tai mitä tahansa välissä olevaa. Oletetaan tässä, että kaksoissidottu resonanssirakenne ei edistä melkein mitään lopputulokseen, joten voimme jättää sen huomiotta (joka on riittävän lähellä totuutta).

Kun olemme tehneet kaiken tämän valmistelevan työn, olemme nyt pystyy katsomaan todellista joukkovelkakirjalainaa, jonka joukkovelkakirjajärjestyksen haluamme määrittää. Kutakin resonanssirakennetta varten:

1. Laske elektroniparien määrä yhdessä spesifinen sidos

2. Kerro se painotusosalla

3. Yhteenveto tällä tavalla saadut arvot

   $ \ displaystyle \ teksti {B. O.} = \ sum_i \ frac {n_i (\ ce {e -})} 2 kertaa x_i $

Hiilimonoksidille, josta me on yksi ei-merkityksetön resonanssirakenne, meillä on 3 resonanssirakenteessa elektronipareja, jotka vaikuttavat 1 (tai kokonaisuus) lopulliseen rakenteeseen, joten sidosjärjestyksemme on 3.

Karbonaatilla on kolme resonanssirakennetta että meidän on otettava huomioon erikseen ja meidän on kerrottava yksittäisen rakenteen elektroniparien määrä $ \ frac13 $ : lla, koska kukin antaa kolmanneksen kokonaiskuvaan. Jos tarkastellaan toisen kuvan ylöspäin osoittavaa $ \ ce {C \ bond {…} O} $ -joukkoa ensimmäisestä resonanssirakenne, meillä on osuus $ \ frac23 $ , toisesta on $ \ frac13 $ ja kolmannesta alkaen meillä on myös $ \ frac13 $ . Näiden kolmen arvon lisääminen johtaa joukkolainojen järjestykseen $ \ mathbf {\ frac43} $ .

Lopuksi, vaikka tämä onkin jo pitkälle edistyneelle tasolle haluan huomauttaa, miksi painotusvaihe on tärkeä. Harkitse karboksyyliesterin rakennetta alla esitetyllä tavalla. Ensi silmäyksellä tämä saattaa näyttää ”puolikarbonaatilta”, mikä tarkoittaisi, että molemmat esitetyt resonanssirakenteet ovat yhtä suuret, vaikuttavat 0,5 $ $ kokonaiskuvaan ja siten molemmat sitoutuvat tilaukset olisivat 1,5 dollaria . Tämä pätee kuitenkin vain, jos puhumme karboksylaattianionista, ei esteristä. Esterin tapauksessa, kuten alla voidaan nähdä, yksi resonanssirakenteista sisältää varauksen erottamisen. Siksi meidän on painotettava varauksettomana erotettua resonanssirakennetta voimakkaammin kuin varauksella erotettua. Saatamme valita painotuskertoimet 0 dollaria.75 $ ja 0,25 $ (tekijöiden valinta on täysin mielivaltaista ilman muita tietoja!). Tämä johtaa meidät kahteen $ \ ce {CO} $ joukkolainaan kahteen erilaiseen joukkolainatilaukseen, joista toinen on jotain $ 1.75 $ , toinen vastaa $ 1.25 $ .

On tärkeää huomata, että esterin tapauksessa emme voi sivuuttaa toisen, vähäisen resonanssirakenteen osuus, koska esterin reaktiivisuuden vertaaminen ketonin reaktioon osoittaa selkeän eron (esteri on vähemmän reaktiivinen, ts. kaksoissidos ei ole täydellinen kaksoissidos). Samoin esterin korvaaminen esim. tioesterin tai selenoesterin kanssa vähentää edelleen toisen resonanssirakenteen osuutta lähempänä paikkaa, jossa se voidaan jälleen ohittaa turvallisesti.

Kommentit

• CO-resonanssi rakenteet näyttävät outoilta ilman neljää muuta elektronia Oo

Piirrä ensin lewisin rakenne ja laske sitten joukkolainojen kokonaismäärä, joka on 4 dollaria. Laske lopuksi yksittäisten atomien välinen sidosryhmien määrä, joka on 3 dollaria.

Joukkovelkakirjalainan järjestys on yhtä suuri kuin $ \ frac {4} {3} $.

Kommentit

• Entä CO?
• Piirrä lewis-rakenne ja toista vaiheet, se ei ole kovin vaikeaa.