Kommentit
- Vastaus ei ole kovin helppo, löydät vastauksen kysymykseesi täältä deepblue.lib.umich.edu/bitstream/handle/2027.42/71115/… , mutta luultavasti se olisi parempi, jos joku voisi selittää sen myös sinulle. Minulla ei ole aikaa juuri nyt, mutta energiasuhteessa on eroja verrattuna eteeniin yksittäisen sidoksen kiertymisestä. Se on atropisomeeri fi.wikipedia.org/wiki/Atropisomeeri
- Vetyperoksidin (H2O2) konformaatiota hallitsevat yksinäiset parit vetyatomien sijasta. Odotetun anti-konformaation sijasta vapaassa tilassa kaksoiskulma on 94 °. Vetyperoksidin konformaatio ei siis ole pimennyt eikä porrastettu, vaan välirakenne. Kun kiinteässä tilassa vetysidos aiheuttaa muodon ja kulmien muutoksen.
- Oletan, että voisit kiertää orbitaalien / VSEPR: n kanssa, että yhden hapen vety joutuisi riviin yksinäisen parin kanssa toisen hapen kanssa eräänlainen vetysidos, tasomainen versio edellyttäisi hygienien sp2-hybridisoitumista eikä sp3-hybridisoitumista, mikä on epäedullista johtuen sp3: tä suosivasta elektroniparista.
- Ehkä hyödyllinen: chemistry.stackexchange.com/a/69587/40029
Vastaa
Kuten @Shadockin tarjoamassa linkissä todetaan, vetyperoksidi, kuten monet muutkin muut molekyylit, altistetaan sisäiselle pyörimiselle. Kun kierrät kahta OH-ryhmää toistensa suhteen O-O-sidoksen ympäri, tämä vaatii tietyn energian suhteellisesta kulmasta riippuen. Varjostetussa kokoonpanossa (samaan suuntaan osoittavat OH-ryhmät) on helppo nähdä, että Paullin hylkimisestä johtuen potentiaalissa on oltava maksimi. Pimennyksenestossa (molemmat OH-ryhmät osoittavat vastakkaisiin suuntiin) on toinen maksimipiste, kun kohdistat ryhmien kaksi dipolia. Näiden maksimien välistä löydät minimin ja potentiaalia voidaan laajentaa Fourier-sarjana suhteellisessa sidekulmassa.
$$ V (\ gamma) = \ frac {V_2} {2} \ cos (2 \ gamma) + \ frac {V_4} {2} \ cos (4 \ gamma) + \ ldots $$
missä $ V_2 $ ja $ V_4 $ liittyvät kahden esteen korkeuteen. Jos esteet olisivat äärettömän korkeita, OH-ryhmät toimisivat kvanttiharmonisena oskillaattorina yhdessä potentiaaliminimistä. Toisaalta, jos este olisi hyvin pieni, OH-ryhmät pyörivät vapaasti toistensa ympäri. Vetyperoksidin tapauksessa pimennyt este on niin korkea, että OH-ryhmät tuskin pääsevät sen yli / läpi. Alempi este on erilainen tarina. Se on riittävän korkea tukemaan muutamaa värähtelytasoa, mutta ei tarpeeksi korkea estämään OH-ryhmien tunnelointia esteen läpi ja seurauksena nämä energiatasot jaetaan kahteen osaan. (Itse asiassa nämä kaksi tasoa taas jakavat tunnelilla korkeamman esteen läpi, mutta koska tämä on niin korkea, halkaisu on hyvin pieni). Matemaattisesti tämän jaksollisen potentiaalin Schroedinger-yhtälö vastaa Mathieun yhtälöä (tai yleisempää Hillin yhtälöä).
H $ _2 $ O $ _2 $: n tapauksessa tunnelointi on niin nopeaa, että molekyyli värisee alemman esteen ympärillä ~ 100 fs jaksolla. Tämän seurauksena sinun on määritettävä polariteetti keskimäärin polariteetin määrittämiseksi, jolloin tuloksena on nettopolaarisuus.
Huomaa, että jos este olisi niin korkea, että tunnelointi olisi riittävän hidasta, H $ _2 $ O $ _2 $ olisi kiraalinen molekyyli!
Kommentit
- Olen ' pahoillani, mutta en saa ' toiseksi enimmäismäärää. Miksi kahden dipoliryhmän kohdistamisen estäminen lisää potentiaalia?
- Intuitiivinen esimerkki on kahden pylväsmagneetin suuntaus; jos kohdistat navat samaan suuntaan, sinulla on houkutteleva voima, kun taas ' koet vastahakoisen voiman, kun estät kohdista ne, eli laita kaksi pohjoista tai sou pylväät yhdessä.