Zgodnie z teorią VSEPR hybrydyzacja atomu centralnego powinna być sp. Jednak mój nauczyciel mówi, że istnieje prawie 100% znak s na orbicie węglowym, który wiąże się z wodorem z innych powodów. Nie mogłem zrozumieć, dlaczego tak się dzieje. Można myśleć o tym jako o azocie, który polaryzuje atom węgla, ale czy nie powinien obniżać charakteru s wiązania C-H? Czego mi brakuje?

Czy jest to oparte na obliczeniach kwantowych (które wykraczają poza mój zakres), jak zwraca uwagę komentator?

Komentarze

  • Ok, nie ma potrzeby przepraszać. Teraz znak s i p jest używany w odniesieniu do orbitali, a nie atomów i na pewno nie cząsteczek; niezależnie od tego, jak orbitale są hybrydyzowane, węgiel zawsze ma jeden orbitale si trzy orbitale p. Orbitale mogą mieć różne ilości znaków s i p.
  • Poprawiłem kilka niespójności i błędów w moim pytaniu, sprawdź je, przepraszam i dziękuję.
  • @orthocresol czy możesz rzucić trochę światła na to
  • Nie ' przepraszam, ale ' nie mam uprawnień. Powiem, że jestem nieco sceptyczny co do tego twierdzenia twojego nauczyciela (po pierwsze, jest ono całkowicie bezpodstawne, a po drugie, dlaczego powinien występować różnica w wiązaniu H – C w H – C≡N i H – C≡CH? Nikt nie odważyłby się powiedzieć, że to drugie jest nie sp hybrydyzowane), ale nie ośmielę się powiedzieć, że jest to złe bez pewnych dowodów, i Nie mam teraz ' czasu na wykonywanie obliczeń chemii kwantowej.
  • Po pierwsze, to, co mówisz o N, polaryzuje węgiel. bardziej elektroujemne … Jeśli tak jest, wiązania wzdłuż C — > N będą miały więcej znaków p, a aby skompensować znak s, C – > H, s ' znak rośnie. Wykonując podstawowe obliczenia na oprogramowaniu obliczeniowym, faktycznie fakt, że charakter wzrósł przy wiązaniu CH … ALE twierdzenie o prawie 100% jest błędne … (moje obliczenia pokazują prawie 55% s), co jest prawie tak samo stare sp hybrid.

Odpowiedź

$ \ ce {HCN} $ i $ \ ce {HC # CH} $ są liniowe, potrójne, z $ π $ system składający się z dwóch prostopadłych obligacji $ π $ . Byłyby symetryczne w $ \ ce {HC # CH} $ i lekko zniekształcone w $ \ ce {HCN} $ i zostawiają dwa orbitale dla systemu sigma.

W $ \ ce {HCN} $ hybrydyzujemy / łączymy dwa pozostałe orbitale na atomie węgla, które tworzą dwa orbitale wiążące, jeden z wodorem, a drugi z atomem po drugiej stronie węgla (a $ \ ce {C} $ lub $ \ ce {N} $ ). Naturalna pierwsza kombinacja to 50 $ 50 $ podzielony na dwie $ \ mathrm {sp} $ orbitale, jeden skierowany do $ \ ce {H} $ , a drugi skierowany do klasy $ \ ce {N} $ .

W większości przypadków to wystarczy, ale jeśli będziesz wybredny, możesz wskazać, że elektroujemności $ \ ce {H} $ i $ \ ce {N} $ są zupełnie inne ( $ \ ce {H} $ 2,1 $ , $ \ ce {C} $ 2,5 $ , $ \ ce {N} $ 3,0 USD ), więc azot będzie ciągnął wiązanie $ \ mathrm {sp} $ bardziej niż wodór w swojej klasie $ \ ce {sp} $ bond, więc 50 $ 50 $ split zmienia się na być może 70 $ 30 $ (czy twój nauczyciel powiedział $ ~ 100 \% $ $ 0 \% $ ?), co oznacza, że wodór dostaje się mniej z orbitalu węgla (tj. mniej $ \ mathrm p $ -character, more $ \ mathrm s $ -character z orbitali węglowych), podczas gdy azot dostaje więcej węgla „s $ \ mathrm p $ -orbital.

Jeśli tak jest, $ \ ce {H} $ atom w $ \ ce {HCN} $ powinien być łatwiejszy do usunięcia niż atom H w $ \ ce {HC #CH} $ .Wydaje się, że to prawda: $ pK_ \ mathrm a $ acetylenu to 24 $ (co jest uważane za być dość kwaśnym jak na węglowodór), podczas gdy $ pK_ \ mathrm a $ kwasu cyjanowodorowego wynosi 9,21 $ , dużo bardziej kwaśny (chociaż słaby kwas pod każdym innym względem).

Twój nauczyciel wskazał na coś interesującego, ale dokładny współczynnik podziału pozostaje do obliczenia.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *