Paras vastaus
Yksi-, kaksois- ja kolmoissidokset ovat hyvin tunnettuja, ja yksinkertaisimpia esimerkkejä ovat etaani, eteeni (eteeni) ja etyni (asetyleeni). Etaanissa kaksi elektronia jaetaan kahdella hiilellä (yksi sidos), jotka vievät σ-kiertoradan. Kaksoissidos tapahtuu, kun neljä elektronia on jaettu, miehittäen yhden σ (sigma) ja yhden π (pi) orbitaalin. Lopuksi kolmoissidos tapahtuu jakamalla kuusi elektronia yhdeksi σ- ja kahdeksi π-orbitaaliksi.
Siksi nelinkertaisen sidoksen oletetaan esiintyvän, kun kahdeksan elektronia jaetaan kahdella atomilla. Tämä ei ole mahdollista hiilen suhteen (itse asiassa C\_2: lla on kaksoissidos ja C\_2 ^ {2-}: lla kolmoissidos) symmetrian rajoitusten vuoksi. Kun sitoutumiseen on käytettävissä vain s atomirata, voidaan tehdä vain yksi σ-sidos. Kolmella p-orbitaalilla on mahdollista muodostaa yksi σ-sidos (mukaan lukien p\_z-orbitaalit) ja kaksi π-sidosta (p\_x + p\_x-orbitaalit ja p\_y + p\_y-orbitaalit).
Nelinkertainen (ja viisinkertainen) sidos on mahdollista vain käyttämällä orbitaaleja. Niiden avulla se voi muodostaa yhden σ-sidoksen (johon liittyy d\_ {z ^ 2} kiertoradat), kaksi π-sidosta (d\_ {xz} + d\_ {xz} ja D\_ {yz} + d\_ {yz} kiertorata) ja kaksi δ (delta) sidokset (d\_ {xy} + d\_ {xy} orbitaalit ja d\_ {x ^ 2-y ^ 2} + d\_ {x ^ 2-y ^ 2} kiertoradat).
Ensimmäinen esimerkki nelinkertaisesta sidoksesta havaittiin [Re\_2Cl\_8 ^ {2-}] -kompleksianionissa, jossa kaksi [ReCl\_4 ^ -] -yksiköt on kytketty nelinkertaisella sidoksella (yksi σ, kaksi π ja yksi δ sidos) kahden reniumatomin välillä. Kokeelliset todisteet, jotka vahvistavat nelinkertaisen sidoksen olemassaolon tässä yhdisteessä, annettiin rakenteellisilla tutkimuksilla (röntgenkristallografia) ja spektroskooppisilla tekniikoilla.
Harvinaisista huolimatta on löydetty enemmän yhdisteitä, joissa on nelinkertainen sidos ja viime aikoina , lajit, joilla on viisinkertainen sidos (sisältää kaikki d kiertoradat) ja seitsemän sidos (kaikki d kiertoradat plus yksi s kiertorata).
On mahdollista mennä pidemmälle f-lohkometallien kanssa, jotka teoriassa voisivat muodostaa φ sidoksia.
Vastaa
Hiili voi muodostaa rutiininomaisesti kolmoissidoksia itsensä kanssa (kuten C2H2: ssa, asetyleenissä), syaaniyhdisteissä (CN-) ja hiilimonoksidissa (CO). Jotkut opiskelijat ihmettelevät, miksi 2 hiiliatomia eivät muodosta nelinkertaisia sidoksia itsensä kanssa täydentääkseen molempien atomien kiertoradat. He todennäköisesti miettivät tätä, kun otetaan huomioon, että hiilen oikealla puolella oleva naapuri, typpi, muodostaa kolmoisen itsensä kanssa N2-molekyylissä, joten jokaisella atomilla voi olla täydellinen elektroniluku. Jos tämä oli ajatuksesi, kiitän sinua siitä. Tässä käytetään taustalla olevaa mallia muiden järjestelmien käyttäytymisen ennustamiseen.
Mutta sidonnassa on enemmän kuin vain taipumus saavuttaa jalokaasukonfiguraatio. Joidenkin joukkovelkakirjojen muodostuminen voi olla vähemmän vakaa (tai epävakaa) verrattuna muihin vastenmielisten voimien vuoksi. Nelisitoutunut C2-molekyyli saattaa esiintyä avaruuden matalissa lämpötiloissa, mutta se ei todennäköisesti ole stabiili ympäristön lämpötiloissa ja paineissa. Muista, että hiilellä on pieni atomisäde ja C2-nelisidoksen tapauksessa 8 elektronia on pakattu hyvin pienelle alueelle. Karkotusten määrä olisi valtava.
C2-molekyyliä on tutkittu laajasti vuosikymmenien ajan. Kemistit ihmettelevät edelleen, että hiili voi muodostaa nelinkertaisen sidoksen itsensä kanssa. Jos olet kiinnostunut aiheesta, tässä on kourallinen artikkeleita, joissa tutkitaan nelinkertaisen sidoksen mahdollisuutta C2: ssa: Nelinkertainen sitoutuminen C2: ssa ja vastaavissa kahdeksanarvoisissa elektronilajeissa
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/SC/C5SC03437J#!divAbstract
Ja tässä on toinen ehdotus olemassaolosta CUO-ligandia, jossa on nelinkertainen sidos hiilen ja uraanin välillä. Hiilen enimmäissidosmäärästä: epätavallinen C≣U-nelinkertainen sitoutuminen molekyyli-CUO: ssa
Hiili muodostaa asetylidiyhdisteitä useiden alkalien ja maa-alkalimetallit. Asetylidianionilla, joka on -2-tilassa ja jota pidetään kolmoissidoksena, on hiiliatomien välillä vielä lyhyempi sitoutumispituus kuin C2: n oletetulla nelinkertaisella sidoksella. Jos minun piti tehdä koulutettu arvaus, C2 todennäköisesti siirtyy joukon viritettyjä tiloja, joissa toinen hiiliatomeista on C-tilassa ja toinen C + -tilassa. Tämä aiheuttaa todennäköisesti kolmoissidoksen erittäin lyhyen supistumisen, mikä saa tutkijat olettamaan, että se on nelinkertainen sidos. Mutta se ei todennäköisesti ole.