채권순번

Bond order

리누스 폴링이 도입한 채권 순서는 채권 수와 반본드 수의 차이로 정의된다.

본드 번호 자체는 원자 쌍 사이의 전자 쌍(본드)의 수입니다.[1] 예를 들어, 이원자 질소 N≡N에서는 결합 번호가 3이고, 에틴 H-CcC-H에서는 두 탄소 원자의 결합 번호도 3이며, C-H 결합 순서는 1이다. 채권 번호는 채권의 안정성을 나타낸다. 이소전자종들은 동일한 결합번호를 가지고 있다.[2]

공진 또는 비고전적 결합이 있는 분자에서 결합 번호는 정수가 아닐 수 있다. 벤젠에서, 소산된 분자 궤도는 6개의 탄소에 걸쳐 6개의 파이 전자를 포함하고 있으며, 기본적으로 각 탄소 원자의 쌍에 대해 시그마 결합과 함께 0.5개의 파이 결합을 산출한다. 또한, 예를 들어, 1.1의 채권 번호는 복잡한 시나리오에서 발생할 수 있으며 기본적으로 순서 1의 채권에 대한 채권 강도를 가리킨다.

분자 궤도 이론에서의 결합 순서

분자 궤도이론에서 본딩 순서는 아래 방정식에 따라 본딩 전자 수와 항균 전자 수의 절반의 차이로 정의된다.[3][4] 이것은 종종 그러나 항상 평형 길이에 가까운 채권에 대해 비슷한 결과를 가져오지는 않지만 늘어난 채권에 대해서는 효과가 없다.[5] 채권질서는 또한 채권강도의 지표로서 용맹채권 이론에서도 광범위하게 사용된다.

일반적으로 채권 순서가 높을수록 채권 강도가 높아진다. H+
2(본드 길이 106pm, 본드 에너지 269kJ/mol)와 He+
2(본드 길이 108pm, 본드 에너지 251kJ/mol)의 안정성에서 알 수 있듯이 1/2의 본드 주문은 안정적일 수 있다.[6]

Hukel MO 이론은 탈색 bonding 결합을 가진 평면 분자에 대해 MO 계수에 기초한 결합 순서를 정의하는 또 다른 접근방식을 제공한다. 그 이론은 결합을 시그마 틀과 파이 시스템으로 나눈다. 후켈 이론에서 도출된 원자 r과 s 사이의 π-본드 순서는 후켈 MO의 궤도 계수를 사용하여 찰스 쿨슨이 정의했다.[7][8]

= i

여기서 합은 π 분자 궤도에만 걸쳐 있으며, n은i 원자 r과 s에서 각각 계수 c와ri c를si 갖는 궤도 i를 점유하는 전자의 수입니다. 시그마 구성요소에서 채권주문 기여도가 1이라고 가정하면 이는 일반적으로 인용되는 1.5가 아닌 벤젠의 경우 총 채권주문( order+ +) 5/3 = 1.67을 부여하여 채권주문 개념의 정의에 어느 정도 모호함을 보여준다.

더 큰 기초 집합을 포함하는 더 정교한 형태의 MO 이론에 대해서는 여전히 다른 정의가 제안되었다.[9] 채권질서에 대한 표준 양자역학적 정의는 오랫동안 논의되어 왔다.[10] 양자화학 계산에서 채권 발주를 계산하는 종합적인 방법이 2017년 출간됐다.[5]

기타 정의

결합 순서 개념은 분자 역학 및 결합 순서 전위성에 사용된다. 채권 순서의 크기는 채권 길이와 관련이 있다. 1947년 리누스 폴링에 따르면 원자 i와 j의 결합 순서는 실험적으로 다음과 같이 기술된다.

여기서 }는 단일 결합 길이, j 는 실험적으로 측정한 결합 길이, b는 원자에 따라 상수다. Pauling은 원래 방정식에서 탄소-탄소 결합에 대해 b에 대해 0.353 å의 값을 제안했다.[11]

상수 b의 값은 원자에 따라 다르다. 본드 순서에 대한 이러한 정의는 다소 특별하며 이원자 분자에만 적용하기 쉽다.

참조

  1. ^ IUPAC, 화학용어 종합편찬, 제2편. ("금책")(1997년). 온라인 수정 버전: (2006–) "본드 번호". doi:10.1351/골드북.B00705
  2. ^ Dr. S.P. Jauhar. Modern's abc Chemistry.
  3. ^ Jonathan Clayden; Greeves, Nick; Stuart Warren (2012). Organic Chemistry (2nd ed.). Oxford University Press. p. 91. ISBN 978-0-19-927029-3.
  4. ^ Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2012). Inorganic Chemistry (4th ed.). Prentice Hall. pp. 35–37. ISBN 978-0-273-74275-3.
  5. ^ a b T. A. Manz (2017). "Introducing DDEC6 atomic population analysis: part 3. Comprehensive method to compute bond orders". RSC Adv. 7 (72): 45552–45581. doi:10.1039/c7ra07400j.
  6. ^ 브루스 에벌리와 패트리샤 엘드레지, 화학: 원리, 패턴, 적용(Pearson/Prentice Hall, 2007), 409.
  7. ^ Levine, Ira N. (1991). Quantum Chemistry (4th ed.). Prentice-Hall. p. 567. ISBN 0-205-12770-3.
  8. ^ Coulson, Charles Alfred (7 February 1939). "The electronic structure of some polyenes and aromatic molecules. VII. Bonds of fractional order by the molecular orbital method". Proceedings of the Royal Society A. 169 (938): 413–428. doi:10.1098/rspa.1939.0006. Retrieved 5 December 2020.
  9. ^ Sannigrahi, A. B.; Kar, Tapas (August 1988). "Molecular orbital theory of bond order and valency". Journal of Chemical Education. 65 (8): 674–676. doi:10.1021/ed065p674. Retrieved 5 December 2020.
  10. ^ IUPAC 골드 북 채권순서
  11. ^ Pauling, Linus (March 1, 1947). "Atomic Radii and Interatomic Distances in Metals". Journal of the American Chemical Society. 69 (3): 542–553. doi:10.1021/ja01195a024.