Trójśrodkowe wiązanie dwuelektronowe
wiązanie dwuelektronowe (3c – 2e) to wiązanie chemiczne z niedoborem elektronów , w którym trzy atomy dzielą dwa elektrony . Połączenie trzech orbitali atomowych tworzy trzy orbitale molekularne : jeden wiążący, jeden niezwiązany i jeden anty -wiązanie. Dwa elektrony przechodzą na orbital wiążący, powodując efekt wiązania netto i tworząc wiązanie chemiczne między wszystkimi trzema atomami. W wielu typowych wiązaniach tego typu orbital wiążący jest przesunięty w kierunku dwóch z trzech atomów, zamiast być równomiernie rozłożony na wszystkie trzy. Przykładowe cząsteczki z wiązaniami 3c–2e to kation trójwodorowy ( H
+ 3 ) i diboran ( B
2 H
6 ). W tych dwóch strukturach trzy atomy w każdym wiązaniu 3c-2e tworzą geometrię kątową, co prowadzi do wygiętego wiązania .
Borany i karborany
Rozszerzona wersja modelu wiązań 3c – 2e występuje silnie w związkach klastrowych opisanych przez teorię wielościennych par elektronów szkieletowych, takich jak borany i karborany . Cząsteczki te czerpią swoją stabilność z całkowicie wypełnionego zestawu wiążących orbitali molekularnych, zgodnie z regułami Wade'a .
Monomer BH 3 jest niestabilny, ponieważ atom boru ma pusty orbital p. Wiązanie B-H-B powstaje, gdy atom boru dzieli elektrony z wiązaniem B-H na innym atomie boru. Dwa elektrony (odpowiadające jednemu wiązaniu) w B-H-B są rozłożone w trzech przestrzeniach międzyjądrowych.
W diboranie (B 2 H 6 ) występują dwa takie wiązania 3c-2e: dwa atomy H łączą dwa atomy B, pozostawiając dwa dodatkowe atomy H w zwykłych wiązaniach B-H na każdym B. W rezultacie cząsteczka osiąga stabilność ponieważ każde B uczestniczy w sumie w czterech wiązaniach, a wszystkie wiążące orbitale molekularne są wypełnione, chociaż dwa z czterech wiązań to 3-środkowe wiązania B-H-B. Podana kolejność wiązań dla każdej interakcji B-H w mostku wynosi 0,5, tak więc mostkowe wiązania B-H-B są słabsze i dłuższe niż końcowe wiązania B-H, jak pokazano na podstawie długości wiązań na diagramie strukturalnym .
Kompleksy metali przejściowych
2(HSiPh3).png)
Trójśrodkowe, dwuelektronowe wiązanie jest wszechobecne w chemii metali przejściowych organicznych. Słynna rodzina związków charakteryzujących się takimi interakcjami jak kompleksy agostyczne .
Inne związki
Ten wzór wiązania jest również widoczny w trimetyloglinie , który tworzy dimer Al 2 (CH 3 ) 6 z atomami węgla dwóch grup metylowych w pozycjach mostkowych. Ten rodzaj wiązania występuje również w węgla , gdzie czasami określa się go jako hiperkoniugację ; inna nazwa asymetrycznych trójśrodkowych wiązań dwuelektronowych.
Beryl
Pierwszy stabilny podwartościowy kompleks Be, jaki kiedykolwiek zaobserwowano, zawiera trójśrodkowe dwuelektronowe wiązanie π, które składa się z interakcji donor-akceptor nad rdzeniem C-Be-C adduktu Be (0) -karbenu.
Karbokationy
Reakcje przegrupowania karbokationów zachodzą w stanach przejściowych wiązania trójśrodkowego. Ponieważ trzy środkowe struktury wiązań mają mniej więcej taką samą energię jak karbokationy, na ogół praktycznie nie ma energii aktywacji dla tych przegrupowań, więc występują one z niezwykle wysokimi szybkościami.
Jony karbonu , takie jak etan C
2 H
+ 7 , mają trójśrodkowe wiązania dwuelektronowe. Być może najlepiej poznaną i zbadaną strukturą tego rodzaju jest kation 2-norbornylu .
Zobacz też
|
Wewnątrzcząsteczkowy (silny) |
|
  
|
||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Międzycząsteczkowy (słaby) |
|
|||||||
| Zerwanie więzi | ||||||||
| Zasady liczenia elektronów | ||||||||