Care sunt structurile corecte de rezonanță ale oxidului de azot?

În primul rând, niciuna dintre structurile de rezonanță pe care le-ați desenat pentru testul dvs. nu este posibilă deoarece ambele încalcă regula octetului. Pentru structura de pe stânga, cea mai stângă $ \ ce {N} $ controlează doar 6 electroni și nu va exista sub această formă. Structura din dreapta nu este posibil deoarece $ \ ce {N} $ central participă la 5 obligațiuni, ceea ce $ \ ce {N} $ nu poate face. Numărul maxim de obligațiuni la care poate participa $ \ ce {N} $ este de 3 (legături covalente – cum ar fi $ \ ce {NH3} $) sau 4 (legături coordonate – cum ar fi $ \ ce {NH4 +} $).

Atâta timp cât îndepliniți regula octetului (sau cel puțin cât de bine puteți – iată câteva excepții ) și doriți să verificați stabilitatea dintr-o moleculă pe care ați desenat-o, pur și simplu utilizați formula pentru încărcarea formală. Acest lucru este dat de ecuația:

$$ \ mathrm {FC} = \ mathrm {V} – (\ mathrm {N_B} + \ frac {\ mathrm {B}} {2}) $$

În cazul în care $ \ mathrm {FC} $ este sarcina formală, $ \ mathrm {V} $ este numărul de electroni de valență pe care îl are de obicei atomul luat în considerare, $ \ mathrm {N_B} $ este numărul de electroni nelegați și $ \ mathrm {B} $ este numărul de electroni împărțiți într-o legătură covalentă pe atom. Dacă o moleculă este stabilă, suma sarcinilor formale ale fiecărui atom substituent ar trebui să fie 0. Dacă ar fi să testați acest lucru pe fiecare dintre structurile de rezonanță pe care testul le oferă ca răspunsuri, ați vedea că acest lucru este valabil.

Comentarii

• ‘ Dacă o moleculă este stabilă, suma sarcinilor formale ale fiecărui atom substituent ar trebui să fie 0 ‘ – Eu ‘ nici măcar nu voi încerca să listez numărul de moduri în care acea propoziție este greșită. Chiar dacă nu ‘ nu înțelegem stabil ca termen termodinamic, totuși este greșit pentru ioni moleculari.
• @ Jan A ion molecular nu este o moleculă , este o entitate moleculară și o moleculă este, prin definiție, neutră. Prin urmare, singurul defect care este prezent în acea propoziție este că este redundantă, deoarece o moleculă este, prin definiție, întotdeauna cel puțin meta stabilă.

Pentru a adăuga răspunsul bun al lui Ringo și pentru a adăuga mai multe informații despre situația de legătură, am efectuat un calcul pe nivelul teoriei DF-BP86 / def2-SVP. Deoarece acesta este un moleculă liniară, există restricții de simetrie. Grupul său de puncte este $ C _ {\ infty \ mathrm {v}} $, ceea ce înseamnă că există orbitali degenerați. După cum vom vedea, acestea corespund obligațiunilor $ \ pi $. Iată o imagine a schemei orbitale de valență:

Orbitalii 1-3 sunt orbitali de bază (1s) la elementele respective. MO 4 corespunde unei obligațiuni $ \ ce {ON} ~ \ sigma $. Este de remarcat faptul că această legătură este delocalizată și descrie, de asemenea, o parte din obligațiunea $ \ ce {NN} ~ \ sigma $. Analog acest lucru este valabil pentru MO 5, dar invers. În MO 6 putem vedea prezența lo ne pereche la oxigen. MO 7 și 8 descriu două obligațiuni $ \ pi $ delocalizate, care se leagă în raport cu toți atomii din compus. MO 9 are în principal caracter de pereche solitară și este situat la azotul terminal. Tho HOMO-urile sunt, de asemenea, $ \ pi $ orbitali, care se leagă față de $ \ ce {N-N} $ și anti-bonding față de $ \ ce {O-N} $. Acest lucru implică oarecum caracter de pereche solitară și pentru acești orbitali. Vă rugăm să rețineți că nu există orbital cu caracter de pereche solitară la azotul central.

Am analizat în continuare funcția undei cu teoria orbitală a legăturii naturale. Această metodă localizează orbitalii (și densitatea electronilor) și o compară cu densitatea electronică ideală a unei structuri Lewis date. Procentaje ridicate înseamnă că configurația este de acord cu conceptul Lewis.

Am inclus structurile pe care le-ați sugerat . Puteți vedea că, deși configurația 1 nu este o structură Lewis ideală, este totuși de acord cu un anumit punct cu conceptul Lewis.Dacă cineva ar face o abordare mai riguroasă cu teoria Valence Bond, m-aș aștepta ca această structură să aibă o contribuție (cel puțin minoră) la situația generală de legătură. Defectul de bază al acestei structuri este sextetul de electroni de la azotul terminal, așa cum a menționat deja Ringo. Aspectul pozitiv al acestei structuri este că nu are nevoie de taxe formale. Nu aș considera greșită această structură.
A doua structură, totuși, nu este corectă. Acest lucru poate exista doar într-o stare entuziasmată. Azotul nu poate avea mai mult de opt electroni care se leagă în jurul său.
A treia structură este structura ideală, adică cea cu cel mai mare acord. M-aș aștepta să aibă cea mai mare contribuție la legătura generală.
Structura 3 are în vedere efectele de delocalizare și este una dintre contribuțiile majore la stabilizarea rezonanței generale a moleculei. Practic, puteți vedea caracterul acestui lucru în MO-urile 7 și 8 de mai sus.
Ultima structură ( 5 ) încearcă același lucru, dar, pentru gustul meu, acest lucru este puțin îndepărtat. Este încă oarecum de acord cu conceptul Lewis, dar ca și configurația 1 aș aștepta doar o contribuție mai mică.