El carbono no es el cromo, es hexacoordinado. Un enlace covalente no es igual a un total de dos electrones entre la unión de los socios y de la naturaleza del enlace químico puede estar en algún lugar entre totalmente covalente y totalmente iónico.
Ejemplos de esto incluyen boranes, con sus tres-centro-de dos electrones de los enlaces. Pero no necesitamos a parar allí; cualquier π coordinación tiene menos electrones en la unión de los orbitales del doble de la vinculación de los socios.
Que la lucha de la comprensión de la vinculación en moléculas simples como el monóxido de carbono, mientras que las moléculas más complejas, como muchas de las moléculas orgánicas tienen todos los similares de la vinculación de las situaciones que son bastante fáciles de entender. El concepto de aromaticidad todavía no se entiende completamente, y aunque creemos que es tan simple como dibujar un diagrama de MO, ciertamente no lo es. Sin embargo, orbitales moleculares, ciertamente, mejorar nuestra comprensión.
Químico en general están interesados en inusual de la vinculación de las situaciones, ya que desafían nuestra comprensión de la vinculación y la química de estas moléculas en sí.
Uno de los ejemplos destacados es el 2-norbonyl de cationes, la estructura de la que seguía siendo un misterio durante mucho tiempo, ya que no caben dentro de la común de la restricción de la química orgánica. Dichos iones son hoy en día, generalmente referido como no clásica de los iones. Su vinculación es diferente de la más común de dos electrones-dos-centro de bonos esperamos en orgánicos (e inorgánicos) de las moléculas. En una primera aproximación que puede ser descrito con resonancia (ver aquí: ¿Qué es la resonancia? Son estructuras de resonancia real?), pero la comprensión viene con un par de ideas erróneas. Un MO descripción implica multi-centro de bonos y normalmente órdenes de bonos menos de uno.
Otro ejemplo interesante de inusual de la vinculación son fluxional de moléculas como la bullvalene. (Ver también aquí: ¿Cuál es el ajustador de distribución en monosubstituted fluoro bullvalene?) Del mismo modo la vinculación de la situación en estas moléculas es muy fluida, lo que les permite cambiar de forma de tal manera y a temperatura ambiente, se obtiene una señal única en la RMN de protón (Addison Ault. J. Chem. Educ. 2001, 78 (7), 924-927.).
Como tal, el hexamethylbenzene dicatión es otro representante de la inusual de la vinculación de las situaciones. Mientras que se ha preparado hace más de cuarenta años, tuvo que esperar hasta ahora para confirmar la estructura real. Es especial ya que contiene un piramidal coordinado de carbono exclusivamente unido a otros átomos de carbono, y las marcas de la más alta observada número de coordinación de carbono hasta el momento. Los autores en realidad el estado general de la motivación detrás de estos enfoques en las dos primeras frases:
El tetravalency de carbono y el hexagonal plana estructura de anillo de benceno son axiomas fundamentales de la química orgánica, y fueron desarrollados hace 150 años por Kekulé. Los químicos han sido durante mucho tiempo fascinado por la búsqueda de excepciones a estas reglas.
Vamos a ir un poco más profundo, y mira las preguntas que usted está pidiendo paso por paso:
Por tanto, entiendo cómo la regla de octeto en realidad, no es violado. Pero, entonces, ¿a que estas moléculas realmente contienen átomos de carbono con 6 principalmente de covalencia de carbono de los vecinos?
El enlace covalente-iónico carácter de una unión orbital es completamente independiente de si está ocupado o no. Creo que todavía no hay unilateralmente criterio aceptado por lo que constituye un enlace covalente y qué hace un enlace iónico.
Como se ha indicado anteriormente, un enlace se hace bastante a menudo se apartan de la tradicional Lewis-concepto. Esto es lo esperado como el de Lewis concepto es bastante crudo y no puede dar cuenta de muchos fenómenos químicos.
Podemos analizar la densidad de electrones con la Teoría Cuántica de los Átomos en las Moléculas, lo que nos define un conjunto de parámetros sobre la cual se puede juzgar si un bono es predominantemente covalente de los iones. Primero y ante todo, podemos obtener bonos de caminos, es decir, estas son las rutas que conectan los núcleos de una manera que el valor de la densidad del electrón es máxima. En este camino vamos a encontrar un punto crítico de bonos, donde la densidad de electrones es mínima. El Laplaciano en este punto nos da una medida de si el vínculo es predominantemente covalente (negativo) o iónico (positivo). En la imagen de abajo áreas de positivo Laplaciano están marcados con líneas sólidas, es decir, la carga de agotamiento, y los valores negativos con líneas discontinuas, es decir, la acumulación de una carga. La ubicación del avión es dado en el modelo 3D. El hexa-coordinado de carbono es C10.
![aim analysis]()
rho/a.u. Lapl./una.u.
BCP44 0.259 -0.811
BCP47 0.294 -0.121
BCP53 0.157 0.226
BCP61 0.270 -0.882
BCP64 como resultado 0,288 -0.117
Desde la pureza de la inspección visual, podemos ver que el área entre C10 y C12 claramente es predominantemente un enlace covalente, que es evidente en las líneas punteadas. Esto también es apoyado por los números.
La inspección Visual de C10 a C4 sugieren lo mismo. Sin embargo, el punto crítico de bonos se encuentra fuera de la acumulación de una carga área. Este bien podría ser un problema con la metodología. He reproducido el cálculo a partir del papel sólo en su geometría. Por lo tanto, el óptimo MP2 densidad podría ser ligeramente diferente y completamente describe la fianza como covalentes. También tenga en cuenta que no hay restricciones de simetría, que también podría dar lugar a ligeras variaciones. Por lo que podemos ver, podemos deducir que existe una significativa contribución covalente, aunque.
Los valores de la densidad de electrones (rho) también muestran que el piramidal bonos son sólo alrededor de la mitad de fuerte que el de los bonos en el 1-ethylium-1-iliden o los cinco miembros del anillo.
(Dato curioso: El OBJETIVO del análisis no muestra jaula punto crítico. Desde un punto de vista técnico, los cinco miembros del anillo es sin anillo. Toda la molécula es más bien una copa (de fuego, lol).)
En lo que los orbitales de hacer todos estos electrones mentira?
Ya que es un catión de benceno, los orbitales atómicos involucrados en la unión son los mismos que en regular el benceno. El número total de orbitales moleculares que se forman son uno menos que en el neutro caso. Obviamente, debido a la diferente disposición geométrica que se combinan también de manera diferente.
La canónica de los orbitales son realmente muy bonita y reproducir la (casi) la simetría bastante bien como algunos de los orbitales son casi degenerado (por ejemplo el HOMO y el HOMO-1, o LUMO y LUMO+1), pero un vistazo por ti mismo:
![valence orbitals and LUMO, LUMO+1 of C6Me6(2+)]()
En caso de no estar sorprendido como similar hypervalency ocurre en otros lugares de la tabla periódica?
Bien, no. Hypercoordinate unión es uno de los patrones más comunes para nada fuera de la química del carbono.
Un par de palabras de consejo: no tiene nada que ver con hypervalency. El término es una antigua reliquia de los tiempos en donde la gente cree que la d-orbitales son necesarios para describir moléculas que superan el número de coordinación dictadas por la teoría de Lewis. El libro de oro escribe en hypervalency:
La capacidad de un átomo en una entidad molecular para ampliar su valencia shell más allá de los límites del octeto de Lewis regla. Hipervalente compuestos son comunes para la segunda y subsiguientes de la fila de elementos en grupos de 15 a 18 de la tabla periódica. Una descripción de la hipervalente de la vinculación implica una transferencia de electrones desde la central (hipervalente) el átomo a la nonbonding orbitales moleculares que se forma con (generalmente más electronegativo) ligandos.
Tenga en cuenta que este orbital de expansión no es necesario cuando se considera MO teoría. Como tal, el término de valencia, y especialmente hypervalency, debe ser evitado a toda costa.
Es importante saber que según el libro de oro, valencia es una propiedad absoluta de un elemento, no cambia:
El número máximo de univalentes átomos (originalmente de hidrógeno o átomos de cloro) que puede combinarse con un átomo del elemento en consideración, o con un fragmento, o para que un átomo de este elemento puede ser sustituido.
El carbono es tetravalente. Siempre. (En serio, a partir de ahora nunca use *valen{ce .. cy .. t} de nuevo, por favor.)
Es esto realmente un gran avance de la ciencia o de la una de la semántica científica y exageración de los medios?
Por supuesto que lo es. Siempre es algo increíble cuando nos refinar nuestra comprensión del universo, desafiar nuestras propias teorías. Es tan rompedor como el descubrimiento de la electricidad; probablemente no. Sin embargo, con los avances en la química sintética podemos obtener más datos sólida para desarrollar nuestros modelos teóricos. Podemos, en general, ampliar nuestro conocimiento de vinculación, pensar fuera de la caja.
Con avances como este podemos lograr la completa descomposición de nuestras teorías; sin tales probablemente todavía estaríamos utilizando estructuras de Lewis (para todo, y que sería ridículo).
