3 spôsoby výpočtu poradia väzieb v chémii

Na atómovej úrovni je poradie väzieb počet viazaných elektrónových párov medzi dvoma atómami. Napríklad v dvojatómovom dusíku (N≡N) je poradie väzieb 3, pretože existujú 3 chemické väzby spájajúce dva atómy dusíka. V teórii molekulových orbitálov je poradie väzieb definované aj ako polovica rozdielu medzi počtom väzbových a antiväzbových elektrónov. Pre jednoduchú odpoveď: použite tento vzorec: Poradie väzieb = [(počet elektrónov vo väzbových molekulách) – (počet elektrónov v antiväzbových molekulách)]/2.

Metóda 1 z 3: Rýchle zistenie poradia väzieb


Poznajte vzorec. V teórii molekulových orbitálov je poradie väzieb definované ako polovica rozdielu medzi počtom väzbových a antiväzbových elektrónov. Poradie väzieb = [(počet elektrónov vo väzbových molekulách) – (počet elektrónov v antiväzbových molekulách)]/2.


Vedzte, že čím je poradie väzieb vyššie, tým je molekula stabilnejšia. Každý elektrón, ktorý vstúpil do väzbového molekulového orbitálu, pomôže stabilizovať novú molekulu.[1]
Odborný zdroj
Chris Hasegawa, PhD
Profesor prírodných vied na dôchodku & Dean
Rozhovor s expertom. 29. júla 2021.
Každý elektrón, ktorý vstúpil do antibondingového molekulového orbitálu, bude pôsobiť na destabilizáciu novej molekuly. Všimnite si nový energetický stav ako väzbový poriadok molekuly.

  • Ak je poradie väzieb nulové, molekula sa nemôže vytvoriť. Vyššie poradia väzieb naznačujú väčšiu stabilitu novej molekuly.


Uvažujme jednoduchý príklad. Atómy vodíka majú jeden elektrón v s obalu a s škrupina je schopná pojať dva elektróny. Keď sa dva atómy vodíka spoja, každý z nich doplní s škrupina druhého. Vznikajú dva väzbové orbitaly. Žiadne elektróny nie sú nútené presunúť sa na ďalší vyšší orbitál, tzv p škrupina – takže sa nevytvárajú žiadne antiväzbové orbitály. Poradie väzieb je teda takéto

(20)/2{\displaystyle (2-0)/2}

, čo sa rovná 1. To tvorí spoločnú molekulu H2: plynný vodík.

Metóda 2 z 3:Vizualizácia základného poradia väzieb


Určte poradie väzieb na prvý pohľad. Jednoduchá kovalentná väzba má poradie väzby jedna, dvojitá kovalentná väzba poradie väzby dva, trojitá kovalentná väzba tri – a tak ďalej.[2]
V najzákladnejšej forme je poradie väzieb počet viazaných elektrónových párov, ktoré držia dva atómy pohromade.

  • Ak sa chcete pozrieť do väčšej hĺbky, pozrite sa do periodickej tabuľky, aby ste zistili, aký druh väzby máte.[3]
    Odborný zdroj
    Chris Hasegawa, PhD
    Profesor prírodných vied na dôchodku & Dean
    Rozhovor s odborníkom. 29. júla 2021.


Uvažujte, ako sa atómy spájajú do molekúl. V každej danej molekule sú atómy jednotlivých zložiek viazané väzbovými pármi elektrónov. Tieto elektróny obiehajú okolo jadra atómu v „orbitáloch“, z ktorých každý môže obsahovať len dva elektróny. Ak orbita nie je „plná“ -i.e., má len jeden elektrón alebo nemá žiadne elektróny – potom sa nespárovaný elektrón môže viazať na zodpovedajúci voľný elektrón na inom atóme.

  • V závislosti od veľkosti a zložitosti konkrétneho atómu môže mať len jeden orbitál, alebo môže mať až štyri.
  • Keď je najbližšia orbitálna škrupina plná, nové elektróny sa začnú zhromažďovať v ďalšej orbitálnej škrupine od jadra a pokračujú, kým sa aj táto škrupina nezaplní. Zhromažďovanie elektrónov pokračuje v stále sa rozširujúcich orbitálnych škrupinách, pretože väčšie atómy majú viac elektrónov ako menšie atómy.[4]


Nakreslite Lewisove bodové štruktúry. Toto je praktický spôsob, ako si predstaviť, ako sú atómy v molekule navzájom viazané.[5]
Odborný zdroj
Chris Hasegawa, PhD
Profesor prírodných vied na dôchodku & Dekan
Rozhovor s odborníkom. 29. júla 2021.
Nakreslite atómy ako ich písmená (e.g. H pre vodík, Cl pre chlór). Znázornite väzby medzi nimi ako priamky (e.g. – pre jednoduchú väzbu, = pre dvojitú väzbu a ≡ pre trojitú väzbu). Označte neviazané elektróny a elektrónové páry bodkami (e.g. :C:). Keď ste nakreslili svoju Lewisovu bodovú štruktúru, spočítajte počet väzieb: to je poradie väzieb.

  • Lewisova bodová štruktúra pre dvojatómový dusík by bola N≡N. Každý atóm dusíka má jeden elektrónový pár a tri neviazané elektróny. Keď sa stretnú dva atómy dusíka, ich spoločných šesť neviazaných elektrónov sa prelína do silnej trojitej kovalentnej väzby.[6]

Metóda 3 z 3:Výpočet poradia väzieb pre orbitálnu teóriu


Pozrite si diagram elektrónových orbitálnych schránok. Všimnite si, že každá škrupina leží ďalej a ďalej od jadra atómu. Podľa vlastnosti entropie energia vždy hľadá najnižší možný stav usporiadania. Elektróny sa budú snažiť obsadiť najnižšie dostupné orbitálne škrupiny.


  • Poznať rozdiel medzi väzbovými a antiväzbovými orbitálmi. Keď sa dva atómy spoja, aby vytvorili molekulu, snažia sa navzájom využiť elektróny, aby zaplnili najnižšie možné stavy v elektrónových orbitálnych obaloch. Väzbové elektróny sú v podstate elektróny, ktoré sa držia spolu a spadajú do najnižších stavov. Antíväzbové elektróny sú „voľné“ alebo neviazané elektróny, ktoré sú posunuté do vyšších orbitálnych stavov.[7]

    • Viazanie elektrónov: Viazanie elektrónov: Všimnite si, ako sú zaplnené orbitálne škrupiny každého atómu, môžete určiť, koľko elektrónov vo vyšších energetických stavoch bude môcť zaplniť stabilnejšie škrupiny príslušného atómu s nižším energetickým stavom. Tieto „plniace elektróny“ sa označujú ako väzbové elektróny.
    • Antibonding elektróny: Keď sa dva atómy pokúsia vytvoriť molekulu zdieľaním elektrónov, niektoré elektróny budú v skutočnosti vytlačené do orbitálnych schránok s vyššou energiou, pretože sa zaplnia orbitálne schránky s nižšou energiou. Tieto elektróny sa označujú ako antiagregačné elektróny.[8]
  • Odkazy

      Chris Hasegawa, PhD. Profesor prírodných vied na dôchodku & Dean. Rozhovor s odborníkom. 29. júla 2021.

      http://chemwiki.ucdavis.edu/Theoretical_Chemistry/Chemical_Bonding/General_Principles_of_Chemical_Bonding/Bond_Order_and_Lengths

      Chris Hasegawa, PhD. Profesor prírodných vied na dôchodku & Dean. Rozhovor s odborníkom. 29. júla 2021.

      http://chemistry.tutorvista.com/organic-chemistry/bond-order.html

      Chris Hasegawa, PhD. Profesor prírodných vied na dôchodku & Dean. Rozhovor s odborníkom. 29. júla 2021.

      http://chemistry.stackexchange.com/questions/27588/how-to-determine-the-bond-order-using-the-lewis-structure

      http://www.chemický sprievodca.co.uk/atoms/properties/atomorbs.html

      http://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/ch8/mo.html