21.9: Довжина зв'язку та символ подвійного зв'язку

Last updated
Save as PDF

Page ID: 106002

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Довжини зв'язків часто цитуються як доказ або проти, електронної делокалізації, хоча в цьому відношенні слід дотримуватися певної обережності. Наприклад, якщо гібридна структура бензолу вважається представленою двома можливими структурами Кекуле, то кожен вуглецево-вуглецевий зв'язок повинен знаходитися на півдорозі між єдиним зв'язком і подвійним зв'язком. Іншими словами, кожен повинен мати характер\(50\%\) подвійного зв'язку. Тоді ми можемо очікувати, що довжина вуглецево-вуглецевого зв'язку для бензолу буде середньою довжиною одно- та подвійного зв'язку. Однак середнє значення\(\ce{C-C}\) зв'язку в етані\(\left( 1.534 \: \text{Å} \right)\) та етені\(\left( 1.337 \: \text{Å} \right)\) є\(1.436 \: \text{Å}\), що погано узгоджується з виміряною відстанню\(\ce{C-C}\) зв'язку для бензолу\(1.397 \: \text{Å}\). Невідповідність багато в чому полягає в припущенні, властивому цьому грубому розрахунку, що при відсутності резонансу всі\(\ce{C-C}\) одиночні зв'язки рівні\(1.534 \: \text{Å}\). Зрозуміло, що це не є дійсним припущенням, оскільки, як ми бачили, енергії зв'язку залежать від навколишнього середовища, і оскільки енергія зв'язку залежить від його довжини (див. Рис. 21-1), довжина зв'язків також повинна змінюватися залежно від навколишнього середовища. Це видно з даних в таблиці 21-3, яка дає довжини вуглецево-вуглецевого одиночного зв'язку для декількох з'єднань. Одиночні зв'язки скорочуються, оскільки інші зв'язки з вуглецем стають поступово ненасиченими, тобто у міру зміни гібридизації вуглецю від\(sp^3\) до\(sp\). Слід визнати, що деяке це скорочення може бути пов'язано з резонансом, але не всім.

Таблиця 21-3: Відстані вуглецево-вуглецевого одного зв'язку (Å)

Якщо взяти\(1.48 \: \text{Å}\) за розумне відстань\(\ce{C-C}\) зв'язку між двома\(sp^2\) -гібридизованими вуглецями і\(1.34 \: \text{Å}\) для\(\ce{C=C}\) зв'язків (див. Таблицю 2-1)\(1.41 \: \text{Å}\), то середнє значення становить, яке мало чим відрізняється від\(1.40 \: \text{Å}\) для вуглецево-вуглецевих зв'язків в бензолі.

Автори та атрибуція

Template:ContribRoberts