Megjegyzések
- A válasz nem túl egyszerű, a kérdésére itt talál választ. deepblue.lib.umich.edu/bitstream/handle/2027.42/71115/… , de gondolom, hogy az lenne jobb, ha valaki te is meg tudná magyarázni. Most nincs időm, de az eténnel való összehasonlításban különbség van az egyszeres kötés forgása körül. Ez egy atropizomer hu.wikipedia.org/wiki/Atropisomer
- A hidrogén-peroxid (H2O2) konformációját a magányos párok uralják. nem pedig a hidrogénatomok. A szabad állapotban várható antiformáció helyett a kétágú szög 94 °. A hidrogén-peroxid konformációja ezért nem elhomályosított és nem lépcsőzetes, hanem egy közbenső szerkezet. Amikor szilárd állapotban a hidrogénkötés megváltoztatja az alakját és a szögeit.
- Feltételezhetem, hogy a pályákkal / VSEPR-rel meg tudná indokolni, hogy ha az egyik oxigén hidrogénje egy magányos párral áll a másik oxigén mellett, egyfajta hidrogénkötés, a sík változat az oxigének sp2-hibridizálását követelné meg, nem pedig az sp3-hibridizációt, ami az sp3-t előnyben részesítő elektronpár-taszítás miatt kedvezőtlen.
- Talán hasznos: chemistry.stackexchange.com/a/69587/40029
Válasz
Amint azt a @Shadock által biztosított linkben megfogalmaztuk, a hidrogén-peroxid, mint sok más molekula, akadályozott belső rotációnak van kitéve. Ha a két OH csoportot egymáshoz képest elforgatjuk az O-O kötés körül, ez a relatív szögtől függően bizonyos energiát igényel. Az elhomályosított konfigurációban (az OH csoportok ugyanabba az irányba mutatnak) könnyen belátható, hogy a potenciálban maximálisnak kell lennie a Paulli-taszítás következtében. Anti-ecliped konfigurációban (mindkét OH csoport ellentétes irányba mutat) van egy másik maximum is, amikor a csoportok két dipólusát összehangolod. Ezek között a maximumok között találsz egy minimumot, és a potenciál Fourier-sorozatként bővíthető a relatív kötési szögben.
$$ V (\ gamma) = \ frac {V_2} {2} \ cos (2 \ gamma) + \ frac {V_4} {2} \ cos (4 \ gamma) + \ ldots $$
ahol $ V_2 $ és $ V_4 $ a két korlát magasságához kapcsolódnak. Ha a korlátok végtelenül magasak lennének, az OH csoportok kvantumharmonikus oszcillátorként működnének az egyik potenciális minimumban. Másrészt, ha a gát nagyon kicsi lenne, az OH csoportok szabadon forognának egymás körül. A hidrogén-peroxid esetében az elfojtott gát olyan magas, hogy az OH-csoportok alig tudnak átmenni / átjutni rajta. Az alsó korlát más történet. Elég magas ahhoz, hogy néhány rezgésszintet támogasson, de nem elég magas ahhoz, hogy megakadályozza az OH-csoportok alagutazását a sorompón, és ennek következtében ezek az energiaszintek kettéválnak. (Valójában ezt a két szintet ismét megosztja az alagút a magasabb sorompón, de mivel ez olyan magas, a hasítás nagyon kicsi.) Matematikailag ennek az időszakos potenciálnak a Schroedinger-egyenlete egyenértékű a Mathieu-egyenlettel (vagy általánosabban Hill-egyenlettel).
H $ _2 $ O $ _2 $ esetén az alagútfutás olyan gyors, hogy a molekula ~ 100 fs periódus alatt rezeg az alsó gát körül. Ennek eredményeként a polaritás meghatározásához átlagolni kell ezt a mozgást, ami nettó polaritást eredményez.
Vegye figyelembe, hogy ha a gát olyan magas lenne, hogy az alagutazás kellően lassú lenne, a H $ _2 $ O $ _2 $ királis molekula lenne!
Kommentárok
- <
sajnálom, de nem ' nem érem el a második maximumot. Miért növeli a két dipólcsoport egymáshoz igazításának megakadályozása a potenciált?