اوربیتال های هیبریدی مولکول های رزونانسی؟

[amir-tavakoli]

با سلام خدمت دوستان عزیز...
در توجیه ساختار رزونانسی برخی مولکولها مثل O3 یا SO3 یا ... از چه نوع اوربیتال های هیبریدی ای استفاده میکنیم. مثلا اگر فرض کنیم در O3 تمام تمهای اکسیژن از هیبرید sp2 کنند، باید اوربیتال pی باقیمانده در اتم Oی مرکزی باید حاوی یک جفت الکترون باشد و اوربیتال pی باقیمانده در هریک از اتم های کناری باید حاوی یک الکترون باشند. این 3 اوربیتال pی عمود بر محور اوربیتال های sp2 و موازی از پهلو همپوشانی میکنند و در نتیجه 4 الکترون به جریان می افتند. با این تحلیل ما باید انتظار داشته باشیم که دو پیوند دوپیوند پی بوجود آید ولی در واقع این طور نیست. در ضمن نمیتوان مرتبه ی پیوند 1.5 را برای آن اثبات کرد.
حالا تحلیل درستش چه جوریه؟ :roll:

 

[sady]

در مولکول اوزون اکسیژن میانی از هیبرید sp2 استفاده می کند. یکی از سه اوربیتال ها هیبریدی از الکترون پر شده و به عنوان جفت ناپیوندی اکسیژن است . دو اوربیتال هیبریری sp2 باقیمانده با اتم های اکسیژن کناری پیوند سیگما برقرار می کند. و دو الکترون باقیمانده ی اکسیژن میانی به صورت یک اوربیتال مولکولی پای غیر مستقر روی کل مولکول پخش می شود.

 

[septal_2006]

دوست عزیز sady
شما مبحث پیوند ظرفیت VB رو چرا با مبحث اوربیتال مولکولی MO قاطی میکنید؟
یک جا صحبت از هیبریداسیون و یک جا صحبت از اوربیتال مولکولی.
هر نظریه برای خودش توجیه جدا داره
توجیه VB:
اکسیژن مرکزی هیبریداسیون SP2 داره و بنابراین یک اوربیتال p عمود بر صفحه ی مولکول به صورت خالی قرار داره در عین حال هر یک از لیگاندهای هیبرید نشده دارای 3 اوربیتال p هستند که از هر لیگاند یک اوربیتال پر p با اوربیتال مرکزی خالی p یک شبکه ی نامستقر از پیوند پای تشکیل میدهند(تناقضی با VB ندارد) با توجه به گنجایش یک اوربیتال خالی مرکزی و یکسان بودن دو لیگاند منطقی است که اوربیتال مرکزی با هر دو لیگاند به صورت ناقص و نه کامل(گنجایش) همپوشانی میکند
دوست سوال کننده هم در نظر بگیرند که همیشه در نظر گرفتن هیبریداسیون برای لیگاند درست نیست.هیبریداسیون یک دلیل نیست یک توجیه است
توجیه MO:
که با توجه به بحث رزونانس سوال مطرح شده ربطی به سوال ندارد پر واضح مرتبه ی پیوند رو توجیه میکنه (نه توصیف) اما از شکل مولکول خبری نیست که بگیم چی کجاست
کلا نمیشه گفت که یکی از اوربیتالهای مولکولی این مولکول فقط با جفت الکترون اتم مرکزی پرشده که اونم در کل مولکول پخشه این نظریه الکترونها را در کل پخش میکند

 

[sady]

منظور من از اوربیتال مولکولی نامستقر اصلا رهیافت MO نبود . منظورم اوربیتال نامستقری بود که روی کل مولکول پخش شده !

 

[amir-tavakoli]

ممنون از دو دوستی که پاسخ دادن. اما من نتونستم نتیجه گیری منطقی ای بکنم و بازم سوال دارم.
...................................................................................................................................
راجع به نوشته ی دوست عزیز sady:
شما راجع به هیبریداسیون دو اتم اکسیژن کناری صحبتی نکردید و اگر این طور باشه که شما میگید باز برمیگردیم به همون تناقضی که من خدمتتون عرض کردم. چون در مجموع 4 الکترون در کل مولکول پخش می شوند و ما انتظار دو پیوند پی خواهیم داشت. اگه ما اشتباه متجه شدم یه مقدار بیشتر توضیح بدید ممنون میشم.
...................................................................................................................................
راجع به نوشته ی دوست عزیز طلایی امسال سپهر طالبی:
اگر اکسیژن مرکزی هیبریداسیون sp2 داشته باشه. چطور اوربیتال pی عمود اون خالیه. فکر کنم منظورتون این بوده که ما اول تک الکترون های زیر لایه ی 2pی اکسیژن رو جفت کردیم و بعد با تشکیل هیبریداسیون sp2 این سه جفت هرکدام در یکی از اوربیتال ها جا گرفتن؟
راجع به لیگاند هم اگه ممکنه توضیح بدین. چون من فقط در همین حد میدونم که لیگاند به مولکول و آنیونی گفته میشه که با یه فلز ترکیب کمپلکس بده. لیگاند توی اکسیژن به چه شکلیه؟ منظورتون از توجیه VB و MO چیه؟ اینکه یا توجیه MOمیشه مرتبه ی پیوند رو توجیه کرد منظورتون همون روش معروف خودمونه که میایم مجموع تعداد پیوندهای سیگما و پی رو تقسیم بر مجموع تعداد پیوندهای یگانه و دوگانه و... میکنیمه؟
.....................................................................................................................................
ممنون و متشکر :wink:

 

[sady]

واقعیت اینه که الکترون ها رو نمی شه دید و در بعضی موارد ما مجبوریم که هیبریداسیون اتم ها رو به صورت قراردادی تعیین کنیم . مثلا اگر اتمی چهار قلمروی الکترونی داشت به صورت قراردادی هیبریداسیون sp3 در نظر می گیریم .
واسه همین خیلی درست نیست که واسه اکسیژن های کناری هیبریداسیون تعیین کنیم ...

 

[septal_2006]

پر واضحه
آقای عزیز مولکول اوزون رو با دو پیوند یگانه بکش (اصلا پای نداشته باشه و غیر رادیکالی باشه تا پایدارتر بشه) بار قراردادی اکسیژن مرکزی 2+ و اکسیژن های لیگاند هم 1- میشه این مولکول تشکیل میشه دقیقا مثل یک کربوکاتیون. حالا یک اوربیتال p خالص خالی روی اکسیژن مرکزی داریم .چجوری این مولکول پایدارتر میشه ؟ با همپوشانی دو اوربیتال p پر از دو لیگاند با p خالی اتم مرکزی (ایجاد p پی p پی) دلیل پایداریش هم تشکیل پیوند بیشتر و کاهش بار قراردادیه؟ من نمیدونم کجای این مطلب گنگه؟
لیگاند به معنای کلی یعنی گروه متصل به اتم مرکزی.بعضی کتابها مثل شیمی معدنی کاتن این رو محدود به فلزات در کمپلکسها میکنن .سلیقه ی شخصیه.
VB و MO هم معمولا در هر شیمی عمومی هست برین بخونین.لازم به توضیح نیست
Valence Bond Theory & Molecular Bond Theory

 

[amir-tavakoli]

خوب وقتی دو اوربیتال pی پر هریک از اکسیژن های کناری از پهلو با اوربیتال خالی اکسیژن مرکزی همپوشانی کنند، در کل 4 الکترون در کل مولکول به جریان می افتند. تا اینجا که مسئله ای نیست!؟ پس چرا دو پیوند p تشکیل نمیشه. لابد میگید که اگه بخاد دو پیوند p تشکیل بشه باید اتم اکسیژن مرکزی یک اوربیتال pی دیگه هم داشت، تازه اونم عمود بر اوربیتال pی قبلی. درسته؟
حالا ما با این توجیه، چطور میتونیم مرتبه ی پیوند 1.5 رو برای O3 اثبات کنیم؟ اصلا میتونیم با این توجیه مرتبه ی پیوند رو اثبات کنیم یا باید بریم سراغ یه نظریه ی دیگه مثل همون فرمول مرتبه ی پیوند؟

 

[septal_2006]

بابا اکسیژن مرکزی بعد از sp2 شدن (همون ساختاریکه فقط دو پیوند سیگما داره و زحمت کشیدی اونو رسم کردی) برای اکتت شدن باید اوربیتال خالی p خودش رو پر کنه .هر اوربیتال گنجایش چند الکترون داره؟؟2تا پس در کل سیستم پای ما دارای دو الکترونه چرا؟ چون اتم مرکزی که بطن سیستم پای محسوب میشه فقط قابلیت جایگیری دو الکترون دیگه رو داره.پس مرتبه ی پیوند پای در کل مولکول 1 میشه .حالا این دو الکترون رو از کجا میگیره؟ از هردو اکسیژن .چرا؟چون دو اکسیژن لیگاند هومومرند(کلا یکسان) چرا از هردوشون میگیره و نه از یکیشون؟چون بارقراردادی گسترده تر میشه.خوب که چی ؟ حسن بار قراردادیه گسترده اینه که شما داتیوهای ثابت رو در کل مولکول پخش کردین .چه ربطی داره؟بار قراردادی در واقع نوعی ایجاد داتیوه.حالا منظورتون از بار قراردادیه جدا یا گستردگی داتیو چیه؟مثل اینه که میگیم جدا کردن یک الکترون از هریک از دو اکسیژن بهتر از جدا کردن دو الکترون از یک اکسیژنه.
دیگه چیه؟

 

[amir-tavakoli]

ای بابا من چقدر سوال دارم! ولی از سوال واهمه ندارم!
خوب، شما گفتین که اون اوربیتال خالی pی اتم مرکزی چند تا e میخاد؟ 2 تا. بعد این دو تا رو از دو اتم اکسیژن کناری میگیره. از اونجایی که قبلا به اینجا رسیده بودیم که دو اتم اکسیژن کناری هر کدام یک اوربیتال Pی پر دارن، پس با گرفتن یک e از هریک از این اوربیتال ها ، دو الکترون بی صاحاب(!) این وسط میمونن. خوب اینا چی میشن؟
بعدشم اصلا چرا این کارو کنن! یعنی چرا اتم مرکزی بیاد دو تا e از اتم های کناری بگیره! بیان این چهار تا الکترون رو پخش کنن تو کل مولکول. چه عیبی داره؟ البته با تعاریف این چنینی این واقعیت که تنها دو الکترون در کل مولکول در جریان هستند نقض میشه.
من یه جا دیگه هم دیدم که:
اگر فرض کنیم دو ساختار رزونانسی دائما در حال تبدیل شدن به هم هستن، اینطور میشه که پیوند پی میره میشه جفت اکترون اتم اکسیژن کناری و از اون طرف ، جفت الکترون اون یکی اتم اکسیژن کناری میره میشه پیوند پی وبه این ترتیب ساختار واقعی چیزی بین این دو تاست که در نهایت نمیتوان این طور تصور کرد که جفت الکترون ها مختص به اتم اکسیژن باشد و برای جفت الکترون ها هم رزونانس در نظر میگیریم. این چه طوره؟

 

[septal_2006]

ببین عزیز من.مگه شهر هرته که چهار الکترون رو در کل مولکول پخش کنی .کجای دنیا دیدی که سه اوربیتال پی برای تشکیل سیستم پای 4الکترون به اشتراک بذارن
برای تشکیل سیستم پای 4الکترونه ی متوالی حداقل 4اوربیتال پی لازمه مثل ترکیباتی به نام آلن ها.دو پی مرکزی و یک پی برای هر یک از دو کربن متصل .
حالا که سه تا اوربیتال پی داریم شما نمیتونی 4 الکترون به کار ببری(کمبود اوربیتال)
1تا و3تا هم نمیشه(میشه رادیکال) پس مجبوری برای سیستم پایت 2تا الکترون داشته باشی.امیدوارم که دیگه حل بشه مشکلت.
سیستم پای کل مولکول (برای سه اوربیتال پی دارای دو الکترون و مرتبه ی یکه)پس برای هر پیوند مرتبه ی پای میشه 0.5