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Utilidad de Doblado del Regla - ¿Qué puede Doblado la regla de explicar que otras consideraciones cualitativas no?

Hace Doblado la regla tiene alguna utilidad? Tengo un vehemente montón de comentarios para "NO". De los puntos planteados por el profesor:

  • Coulomb consideraciones pueden ser utilizados para racionalizar los ángulos de enlace, las fortalezas y las longitudes sin el uso de Doblado de la regla.
  • Los orbitales no son reales así que ¿por qué invocar los orbitales cuando más simple de Coulomb consideraciones están disponibles? (Navaja de Occam)
  • El efecto de Coulomb es también real en oposición a los orbitales.

Considere la posibilidad de tetracloruro de carbono y chloromethane.

Obviamente, el tetracloruro de carbono tiene el más fuerte y el más corto de carbono de los haluros de la fianza porque en chloromethane, el grupo metilo es un poco de electrones de la donación, y este repele el terminal de cloro, que alarga el carbono de los haluros de bonos. No aplicación de Doblado de la regla es necesario.

Seguro, usted puede justificar esta diferencia con Doblado de la regla; s-personaje se concentra en los orbitales dirigida hacia el más electropositivo sustituyentes; el carbono es más electropositivo que el cloro; por lo tanto, el bono tiene más carácter de todo el cloro y más p-carácter de todo el carbono en chloromethane. Esta mayor p-carácter de todo el carbono en chloromethane debilita el carbono de los haluros de bonos en relación a los bonos en tetracloruro de carbono. Y mayor p-personaje en un lazo también se correlaciona con una compresión en ángulos de enlace.

Sin embargo, los ángulos de enlace son también explicó muy bien a través de Coulomb efectos. El C-H de los bonos en chloromethane, obviamente, son más cortos debido a la aceptor de electrones de la naturaleza de cloro y el cloro-carbono de los bonos es, obviamente, se expandió debido a grupo metilo/cloro par solitario de repulsión. Este acortamiento de los C-H longitudes de enlace se explica el H-C-H ángulo de enlace de expansión en chloromethane, y la prolongación de la C-X bond explica el X-C-H ángulo de enlace de expansión.

¿Hay algún caso en el que otras consideraciones elementales (Coulomb, VSEPR, la repulsión de van der Waals) se quedan cortos en el ámbito de la geometría molecular y Doblado de la regla puede intervenir para tomar el relevo? Alguien tiene algún tipo de reivindicación para el Doblado de la regla?

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19voto

maccullt Puntos 1555

Hay una razón para todo.

Hace Doblado la regla tiene alguna utilidad?

SÍ! Ella no estaría allí si no era. Pero voy a volver a esto al final de este post.

Déjame ir a través de los puntos planteados por el profesor en primer lugar:

  • Coulomb consideraciones pueden ser utilizados para racionalizar los ángulos de enlace, las fortalezas y las longitudes sin el uso de Doblado de la regla.

Esto puede ser verdad hasta cierto punto, pero eso sólo significa que de coulomb consideraciones dan el mismo resultado como un completo orbital de análisis. Boltzmann, Planck, Einstein, Schrödinger, Pauling, etc. trabajó en el campo de la razón - de la mecánica clásica no puede ser aplicado a sistemas moleculares. Cualquier teoría que simplifica más allá de la mecánica cuántica, es un modelo para entender o comprender - no es un modelo para predecir.

  • Los orbitales no son reales así que ¿por qué invocar los orbitales cuando más simple de Coulomb consideraciones están disponibles? (Navaja de Occam)

La navaja de Occam sugiero escoger orbital molecular o la valencia de los bonos de la teoría, ya que establece que a partir de las hipótesis en competencia el uno con el menor número de suposiciones deben ser seleccionados. Coulomb consideración es puramente basado en suposiciones, es una muy burda aproximación a la imagen correcta.
La declaración, que los orbitales no son reales es claramente errónea. Hay muchos libros que explican cómo se puede comprender esto. La enseñanza de que los orbitales no son reales es, con todo el debido respeto, simplemente equivocada.

  • El efecto de Coulomb es también real en oposición a los orbitales.

El efecto de coulomb no es más real que la de los orbitales. Los orbitales debe ser utilizado para explicar el efecto de coulomb.


Pero vamos a hablar de Doblado de la regla. La IUPAC goldbook estados:

En una molécula, más pequeños ángulos de enlace se forman entre electronegativo ligandos desde el átomo central, para que los ligandos se unen, tiende a dirigir la vinculación orbitales híbridos de mayor caracter p hacia su más sustituyentes electronegativos.

Es importante saber, que Inclinó la regla es, como Lewis regla de dos (o de ocho, conocido como regla de octeto), una regla no de ley, basado en la observación. De ahí su carácter es más o menos uno de una pauta. La clave de documento se publicó en Henry A. Doblado, Chem. Modif., 1961, 61 (3), 275-311.

Doblado de la regla se origina a partir de la valencia de los bonos de la teoría (VB). Las primeras formas de VB teoría propone que una molécula puede ser totalmente descrito por un conjunto (combinación lineal) de la resonancia de las estructuras de Lewis, es decir, cada vinculación orbital es la dirigida localizada orbital, el cual será ocupado por dos electrones y lo mismo se aplica a pares libres. La ventaja de este enfoque es que es fácilmente comprensible. La desventaja es que es bastante inflexible. La razón de esto fue el uso de pure s p funciones o fijo orbitales híbridos spX3, spX2, sp, lo que permitió sólo un subconjunto de los ángulos. Una cita directa de Doblado del papel original de los estados que esto de la siguiente manera:

Para los átomos que satisfacen la regla de octeto, y es con tales átomos (por ejemplo, carbono, nitrógeno, oxígeno, flúor) que esta revisión se refiere principalmente, a las cuatro de valencia-shell de los orbitales de un átomo puede ser pensado como compuesto de una esféricamente simétrica 2s atómico orbital y tres perpendiculares entre sí pesa en forma de 2p orbitales, designado 2pXx,2pXs,2pXz, (x,y,z indicar mutuamente ejes ortogonales). El 2s orbital es menor en energía que el 2p orbital; de ahí que el estado fundamental de un átomo de carbono, por ejemplo, está escrito lsX2 2sX2 2pX2 ( lsX2,2s 2pX3 . Sin embargo, en una molécula, como por ejemplo el metano, que se sabe que tienen la forma de un tetraedro regular, el 2s orbital de carbono pueden ser considerados para mezclar (o "hibridar") con el tres 2p orbitales para formar cuatro orbitales equivalentes que se apuntan a las esquinas de un tetraedro regular y hacer los ángulos con cada uno de los otros de 10928. Estos son los llamados orbitales híbridos. Cada uno contiene un cuarto de s carácter y las tres cuartas partes p carácter, abreviado sX1/4pX3/4 o spX3 o te (para tetraédrica) (223). En etileno, por otro lado, el 2s orbital de carbono pueden ser considerados para mezclar con el, pero dos de los tres 2p orbitales para formar tres orbitales híbridos equivalentes que se encuentran en un avión y hacer ángulos de uno con el otro de 120; estos tres híbridos, que contienen 33s % carácter, se abrevian sXl/2pX2/3 o spX2 o tr (para trigonal); perpendicular al plano de estos tres orbitales es el eje de simetría cilíndrica del resto de pura 2p orbital. La geometría de acetileno a menudo se explica por el supuesto de que el carbono 2s orbital se mezcla con el pero uno de los tres 2p orbitales, formando dos di (para digonal) híbridos que punto diametralmente opuestas direcciones; estos son abreviados sX1/2pX1/2 o sp.

El enfoque original permitido ya buenos resultados. Sin embargo, Doblado ya la conclusión, de que la hibridación está conectado a la geometría molecular:

La geometría Molecular proporciona a continuación directa pista para interorbital ángulos y (tabla 1) la distribución de s carácter. Por ejemplo, a partir de los ángulos de enlace en amoníaco (10646) (284) y el agua (10427) (134, 284), por lo que se deduce que el átomo de nitrógeno de NH, dedica un poco más de s carácter de su vinculación orbitales que el átomo de oxígeno de HX2O.

En conclusión a este (unfortenuately se me acabó el tiempo, por lo que este puede ser extendido pronto) sugirió el uso de fracciones de combinaciones lineales de orbitales híbridos para añadir mayor flexibilidad a la VB enfoque. Por lo tanto, Doblado de la regla es una extensión para VB teoría, que se refiere a la combinación lineal de orbitales atómicos, que, finalmente, formar orbitales híbridos.

La fórmula de la regla más tarde fue simplemente una consecuencia de la aproximación a flexibilize esta teoría. Por lo tanto, es una parte muy importante de la química teórica.

Por supuesto, ahora hay muchas más modificaciones a VB teoría, y es que hoy se considera complementario de los orbitales moleculares teoría, pero este sería sin duda exceden el alcance de esta pregunta.

5voto

IanH Puntos 125

Aquí está una revisión sobre la utilidad de Doblado de la regla: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/poc.3382/abstract

Proporciona respuestas a muchas preguntas que "el profesor" en el post original no será capaz de explicar. Doblado de la regla debe estar en el arsenal de herramientas para la comprensión de la estructura química y reactividad

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