Beregning af obligationsorden i kemi

Indhold

Trin

På atomniveau er bindingsrækkefølge antallet af bundne elektronpar mellem to atomer. Diatomisk nitrogen (N≡N), for eksempel, har bindingsorden 3, fordi der er 3 kemiske bindinger mellem to nitrogenatomer. I molekylær orbitalteori er bindingsrækkefølgen også defineret som halvdelen af forskellen mellem antallet af bundne og ubundne elektroner. For et klart svar, brug følgende formel: Bindingsrækkefølge = [(antal elektroner, der binder molekylære orbitaler) - (antal elektroner i antibindingsmolekylære orbitaler)]/2.

Trin

Metode 1 af 3: Bestem hurtigt obligationsrækkefølgen

1. Kend formlen. I molekylær orbitalteori er bindingsrækkefølgen defineret som halvdelen af forskellen mellem antallet af bindings- og antibindingselektroner. Bindingsrækkefølge = [(antal elektroner, der binder molekylære orbitaler) - (antal elektroner i antibindingsmolekylære orbitaler)]/2.

Billede med titlen Rebel Against Your Parents Trin 11

2. Vid, at jo højere bindingsrækkefølgen er, jo mere stabilt er molekylet. Enhver elektron tilføjet til en bindende molekylær orbital vil hjælpe med at stabilisere det nye molekyle. Enhver elektron tilføjet til en antibindingsmolekylær orbital vil destabilisere det nye molekyle. Skriv den nye energitilstand ned som molekylets bindingsrækkefølge.

Hvis bindingsrækkefølgen er nul, kan molekylet ikke dannes. De højere bindingsordrer giver mere stabilitet til det nye molekyle.

Billede med titlen Calculate Bond Order in Chemistry Trin 7

3. Tænk på et simpelt eksempel. Hydrogenatomer har en elektron i s-skal og den skal kan indeholde to elektroner. Når to brintatomer binder sammen, udfylder hver s-skræl af den anden. Der dannes to bindende orbitaler. Ingen af elektronerne er tvunget til at bevæge sig til den næste højere orbital, den s-skræl & ndash; så der dannes ingen antibonding orbitaler. Så rækkefølgen af bindingen er

(2 - 0) / 2

$(2-0)/2$ , og det er lig med 1. Dette danner molekylet H₂: brintgas.

Metode 2 af 3: Visualisering af Fundamental Bond Order

Billede med titlen Calculate Bond Order in Chemistry Trin 1

1. Bestem obligationsrækkefølgen med et øjeblik. En enkelt kovalent binding har bindingsrækkefølgen på én, dobbeltkovalent binding har bindingsrækkefølgen på to, tredobbelt kovalent binding har bindingsrækkefølgen på tre - og så videre. I sin mest grundlæggende form er bindingsrækkefølge antallet af bundne elektronpar, der holder to atomer sammen.

Billede med titlen Calculate Bond Order in Chemistry Trin 2

2. Tænk på, hvordan atomer sammensætter molekyler. De enkelte atomer i et molekyle er bundet sammen af bundne elektronpar. Disse elektroner kredser om kernen af et atom i `orbitaler`, der hver kun kan indeholde to elektroner. Hvis en orbital ikke er `fuldstændig fyldt` -- f.eks., den indeholder kun én elektron eller ingen elektroner – så kan en ubundet elektron binde sig til en tilsvarende fri elektron fra et andet atom.

Afhængigt af størrelsen og kompleksiteten af et bestemt atom kan det have en til fire orbitaler.

Når den nærmeste kredsløbsskal er fuld, vil nye elektroner samle sig i den næste kredsløbsskal set fra kernen, indtil denne skal også er fuld. Sættet af elektroner fortsætter i stadig større kredsløbsskaller, fordi større atomer har flere elektroner end mindre atomer.

Billede med titlen Calculate Bond Order in Chemistry Trin 3

3. Tegn Lewis-strukturer. Dette er en nyttig måde at visualisere, hvordan atomerne i et molekyle er bundet sammen. Tegn atomerne som deres bogstaver (f. H for brint, Cl for klor). Angiv bindingerne som linjer (f.eks., `-` for en enkeltbinding, `=` for en dobbeltbinding og `≡` for en tredobbeltbinding). Marker de ubundne elektroner og elektronpar som prikker (eksempel: C:). Når du har tegnet Lewis-strukturen, skal du tælle antallet af obligationer (bindingsrækkefølgen).

Lewis-strukturen for diatomisk nitrogen bliver N≡N. Hvert nitrogenatom har et par elektroner og tre ubundne elektroner. Når to nitrogenatomer mødes, danner de kombinerede seks ubundne elektroner en kraftig tredobbelt kovalent binding.

Metode 3 af 3: Beregn bindingsrækkefølge for orbitalteori

Billede med titlen Calculate Bond Order in Chemistry Trin 4

1. Brug et diagram over elektronorbitalskaller som reference. Bemærk, at hver skal er længere og længere fra atomets kerne. Ifølge entropi forsøger energi altid at nå den lavest mulige tilstand. Elektronerne forsøger altid at fylde de laveste orbitalskaller til rådighed.

Billede med titlen Calculate Bond Order in Chemistry Trin 5

2. Kend forskellen mellem bonding og antibonding orbitaler. Når to atomer samles og danner et molekyle, vil de bruge hinandens elektroner til at udfylde de lavest mulige tilstande i orbitalskallerne. Bindende elektroner er i det væsentlige elektroner, der klæber sammen og falder i den laveste energitilstand. Antibindingselektroner er de `frie` eller ubundne elektroner, der skubbes ind i højere orbitale niveauer.

Bindingselektroner: Ved at lægge mærke til, hvor fulde hvert atoms orbitalskaller er, kan du bestemme, hvor mange af elektronerne i en højere energitilstand, der er i stand til at fylde det tilsvarende atoms mere stabile, lavere energiniveauer. Disse `fyld`-elektroner omtales som bindingselektroner.

Antibindingselektroner: Når to atomer forsøger at danne et molekyle ved at dele elektroner, vil nogle elektroner faktisk blive drevet til orbitalskaller med højere energi, fordi orbitalskallerne med lavere energi er fyldt. Disse elektroner omtales som antibindingselektroner.