W formamidzie, azoty wydają się być zhybrydyzowane $ \ ce {sp ^ 3} $, co implikuje geometrię czworościenną. Jednak analiza pokazuje, że cząsteczka jest w rzeczywistości bardzo płaska z kątami wiązań bliskimi 120 stopni.

EDYCJA: zgodnie z sugestią Martina i innym plakatem hybrydyzacja to szorstka koncepcja. Więc może hybrydyzację azotu po dalszej analizie najlepiej opisać jako gdzieś pomiędzy $ \ ce {sp ^ 3} $ a $ \ ce {sp ^ 2} $. To jednak nadal wymagałoby płaskości, prawda? Wiązania Pi powstają w wyniku parowania elektronów powyżej i poniżej w p-orbitali; efektywne wiązanie uzyskuje się, gdy te orbitale p są równoległe względem siebie.

Myślę, że ma to związek z charakterem częściowego wiązania podwójnego w cząsteczce (wydaje się również, że cząsteczka ma charakter jonowy – prawdopodobnie ze względu na efekt pochłaniania elektronów przez azot i tlen) .

tutaj wprowadź opis obrazu

To jest standardowa odpowiedź. Jednak czy wewnątrzcząsteczkowe wiązania wodorowe również odgrywają jakąś rolę? Czy nie. t istnieje wiązanie wodorowe między wodorem na obwodzie azotu i tlenu? Czy to też nie pomoże w osiągnięciu kątów wiązania 120 stopni?

Komentarze

  • Co wydaje mi się dziwne, to Twoja sugestia, że wiązanie wodorowe OH może być zaangażowanym: żaden z wodorów nie znajduje się nigdzie w pobliżu tlenu, a nawet gdyby były, nie mam pojęcia, dlaczego ' spodziewasz się, że sprzyja to płaskości . Mogłeś wypracować niepoprawne intuicje dotyczące wiązań wodorowych, które możesz chcieć przejrzeć i być może spróbować oduczyć się.

Odpowiedź

Większość amidów jest płaska (z przyczyn sterycznych ograniczenie może zostać zniesione), podobnie jak formamid.

Węgiel jest oczywiście zhybrydyzowany $ \ ce {sp ^ 2} $ ( ponieważ ta koncepcja jest tutaj bardzo dobrze stosowana), stąd organizowanie jej ligandów w jednej płaszczyźnie z około 120 ^ \ circ $ kątami. Naturalnie można by przyjąć, że azot jest hybrydyzowany $ \ ce {sp ^ 3} $, co ma miejsce w przypadku większości amin. Jednak bariera inwersji dla tych cząsteczek jest (w zależności od podstawników) bardzo niska. $$ \ ce {[NH3] ^ {pyr-top} < = > [NH3] ^ {TS-plan} < = > [NH3] ^ {pyr-bot}} $$ W przypadku azotu oznacza to przejście od $ \ ce {sp ^ 3} $ do $ \ ce {sp ^ 2} $ iz powrotem. Możesz teraz ustabilizować strukturę pośrednią za pomocą koniugacji i tak jest właśnie w tym przypadku. Na twoim wykresie odnosi się to do pozycji 2. To powoduje, że azot najprawdopodobniej będzie hybrydyzował $ \ ce {sp ^ 2} $, a samotna para wejścia znajdowałaby się na orbicie $ \ ce {p} $.

Koniugacja zachodzi zgodnie z twoją tabelą, nakładając się na orbital z orbitalem $ \ pi ^ * ~ \ ce {C-O} $. To powoduje, że kolejność obligacji $ \ ce {N-C} $ rośnie, podczas gdy $ \ ce {C-O} $ BO musi maleć.

Wszystkie te struktury rezonansowe są tylko opisami stanów ekstremalnych, prawda leży między nimi. Poniższy schemat rozważa najbardziej powszechne i dodaje trzeci, który może wyjaśniać delokalizację (w nietradycyjny sposób Lewisa) do określonego punktu wizualnego.

struktury rezonansowe

W teorii orbitali molekularnych można tworzyć orbitale 3-środkowe ze wszystkich cząsteczek prostopadłych do płaszczyzny molekularnej. Jeśli wybierzesz ten samolot na $ xy $, wówczas orbitale wspierające będą $ \ ce {p _ {$ z $}} $. Poniższy schemat może poprzeć to twierdzenie, że orbitale z dipem uzyskano przez obliczenia BP86 / cc-PVTZ. (HOMO to samotna para tlenu w płaszczyźnie).

orbitale

Chociaż z pewnością nie ma wewnątrzcząsteczkowego wiązania wodorowego ($ d (\ ce {OH} \ ok. 2,57 $ na tym samym poziomie), z pewnością będzie również atrakcyjność między obligacjami $ \ ce {CO} $ i $ \ ce {NH} $, pomagając ustabilizować płaskość. Ale Nie będę tego szczegółowo omawiać, ponieważ wymagałoby to oderwania się od bardzo przydatnej koncepcji hybrydyzacji.

Dodaj komentarz

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