포름 아미드에서 질소는 $ \ ce {sp ^ 3} $ 혼성화되어 4 면체 기하학을 의미합니다. 그러나 분석에 따르면 분자는 실제로 결합 각도가 120도에 가까운 평면에 가깝습니다.
편집 : Martin과 다른 포스터가 제안한 것처럼 혼성화는 대략적인 개념입니다. 따라서 추가 분석에서 질소의 혼성화는 $ \ ce {sp ^ 3} $와 $ \ ce {sp ^ 2} $ 사이에있는 것으로 가장 잘 설명되어야합니다. 그러나 이것은 여전히 평면성을 필요로 할 것입니다. 맞습니까? Pi 결합은 p- 오비탈에서 전자쌍의 위와 아래를 통해 형성됩니다. 이러한 p- 오비탈이 서로에 대해 평행 할 때 효과적인 결합이 달성됩니다.
나는 이것이 분자의 부분 이중 결합 특성과 관련이 있다고 생각합니다 (또한 분자에 대한 일부 이온 특성 인 것으로 보입니다-질소와 산소의 전자 흡인 효과로 인한 것 같습니다) .
이것은 표준 답변입니다. 그러나 분자 내 수소 결합도 역할을 할 수 있습니까? t 질소의 주변 수소와 산소 사이에 수소 결합이 있습니까? 120도 결합 각도를 달성하는데도 도움이되지 않습니까?
댓글
- OH 수소 결합이 가능하다는 제안이 이상하게 느껴지는 것은 무엇입니까? 참여 : 수소는 아무데도 산소와 가깝지 않습니다. 그리고 수소가 있었다고해도 왜 평면성을 촉진해야하는지 ' 예상 할 수 없습니다. . 수소 결합에 대한 잘못된 직관을 만들어서 검토하고 알아 내고 싶을 수도 있습니다.
답변
대부분의 아미드는 평면형이며 (제한이 해제 될 수있는 입체적인 이유 때문에) 포름 아미드도 마찬가지입니다.
탄소는 분명히 $ \ ce {sp ^ 2} $ 혼성화되었습니다 ( 이 개념은 여기에 아주 잘 적용될 수 있기 때문에) 따라서 대략 $ 120 ^ \ circ $ 각도로 하나의 평면에서 리간드를 구성합니다. 당연히 질소가 $ \ ce {sp ^ 3} $ 혼성화되었다고 가정 할 수 있으며, 이는 대부분의 아민에 해당합니다. 그러나 이러한 분자의 반전 장벽은 (치환기에 따라 다름) 매우 낮습니다. $$ \ ce {[NH3] ^ {pyr-top} < = > [NH3] ^ {TS-plan} < = > [NH3] ^ {pyr-bot}} $$ $ \ ce에서 출발 함을 의미하는 질소 {sp ^ 3} $에서 $ \ ce {sp ^ 2} $로 다시 돌아옵니다. 이제 conjugation을 사용하여 중간 구조를 안정화 할 수 있으며, 이것이 바로 여기에 해당됩니다. 차트에서 이는 항목 2를 나타냅니다. 이것은 질소가 $ \ ce {sp ^ 2} $ 혼성 화일 가능성이 가장 높고 항목 1의 고독한 쌍은 $ \ ce {p} $ 궤도에있게됩니다.
접합은 해당 궤도가 반 결합 $ \ pi ^ * ~ \ ce {C-O} $ 궤도와 겹침으로써 차트에 명시된대로 발생합니다. 이로 인해 $ \ ce {N-C} $ 채권 주문이 증가하고 $ \ ce {C-O} $ BO는 감소해야합니다.
모든 공명 구조는 극한 상태에 대한 설명 일 뿐이며 진실은 그 사이에 있습니다. 다음 체계는 가장 일반적인 것을 고려하고 세 번째를 추가하여 특정 시각 지점까지 비 지역화 (전통적이지 않은 루이스 방식으로)를 설명 할 수 있습니다.
분자 궤도 이론에서는 분자 평면에 수직 인 모든 분자로부터 3 중심 궤도를 형성 할 수 있습니다. 이 비행기를 $ xy $로 선택하면 기여하는 궤도는 $ \ ce {p _ {$ z $}} $가됩니다. 다음 계획은이 주장을 뒷받침 할 수 있습니다. 표시된 궤도는 BP86 / cc-PVTZ 계산으로 얻은 것입니다. (HOMO는 평면 내 고독한 산소 쌍입니다.)
분자 내 수소 결합은 확실히 존재하지 않지만 ($ d (\ ce {OH} \ 약 2.57 $ 같은 수준), 평면성을 안정화시키는 데 도움이되는 $ \ ce {CO} $와 $ \ ce {NH} $ 본드 사이에는 확실히 매력이있을 것입니다. 그러나 매우 편리한 혼성화 개념에서 벗어나는 것이 포함되므로 이에 대해서는 자세히 설명하지 않겠습니다.