Τριπλός Μποντ

Ένας τριπλός δεσμός είναι μια χημική σχέση μεταξύ δύο ατόμων που έχουν έξι ηλεκτρόνια δεσμού αντί για τα δύο που φαίνονται σε έναν μονοπολικό δεσμό. Επειδή οι τριπλοί δεσμοί έχουν τάξη δεσμού τριών, είναι ισχυρότεροι από τους απλούς ή διπλούς δεσμούς. Ο πιο κοινός τριπλός δεσμός στα αλκίνια είναι ένας μεταξύ δύο ατόμων άνθρακα. Τα κυανίδια και τα ισοκυανίδια είναι δύο ακόμη λειτουργικές ομάδες που έχουν τριπλό δεσμό. Μερικά διατομικά μόρια, όπως το μονοξείδιο του άνθρακα, και το διάζωτο έχουν τριπλούς δεσμούς. Ο τριπλός δεσμός απεικονίζεται με τρεις παράλληλες γραμμές μεταξύ των δύο συνδεδεμένων ατόμων σε σκελετικές εξισώσεις.

Triple Bond

Το αέριο άζωτο, το οποίο αποτελεί το 78 τοις εκατό της ατμόσφαιράς μας, είναι μια από τις πιο ισχυρές χημικές ουσίες στον πλανήτη. Επειδή το αέριο άζωτο αποτελείται από δύο άτομα αζώτου που ενώνονται με έναν τριπλό δεσμό, αυτό συμβαίνει. Όταν δύο άτομα μοιράζονται τρία ζεύγη ηλεκτρονίων, σχηματίζουν έναν τριπλό δεσμό. Τρεις παράλληλες γραμμές χρησιμοποιούνται συχνά για την απεικόνιση τριπλών δεσμών μεταξύ ατόμων.

Είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι τα ηλεκτρόνια έρχονται σε ζεύγη. Ένα κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων αναφέρεται ως ομοιοπολικός δεσμός. Δύο ηλεκτρόνια μοιράζονται σε μια ενιαία ομοιοπολική σύνδεση. Ένας τριπλός ομοιοπολικός δεσμός αποτελείται από τρία σετ δύο κοινών ηλεκτρονίων. Παρά το γεγονός ότι ένας τριπλός δεσμός έχει μόνο τρεις μοναδικούς δεσμούς, μοιράζεται συνολικά έξι ηλεκτρόνια.

Επειδή υπάρχουν έξι ηλεκτρόνια. Ένας τριπλός δεσμός μεταξύ δύο ανθράκων είναι περίπου 25% μικρότερος από έναν απλό δεσμό μεταξύ δύο ανθράκων.

Παραδείγματα τριπλού ομοιοπολικού δεσμού:

• Άζωτο (N2)
• Κυάνιο (CN-)
• Αιθίνιο (C2H2)

Ας συζητήσουμε παρακάτω:

• Άζωτο (N2):- Ένα μόριο που περιέχει έναν τριπλό ομοιοπολικό δεσμό είναι το άζωτο. Δύο άτομα αζώτου (Ν) συνθέτουν το μόριο αζώτου. Κάθε άτομο αζώτου έχει μόνο πέντε ηλεκτρόνια και χρειάζεται άλλα τρία για να τελειώσει το εξωτερικό του περίβλημα. Ως αποτέλεσμα, τα τρία ηλεκτρόνια από κάθε άζωτο σχηματίζουν μια σύνδεση. Ένα μόριο αζώτου σχηματίζει έναν τριπλό ομοιοπολικό δεσμό μοιράζοντας έξι ηλεκτρόνια.

• Κυάνιο (CN-):- Ένα ανιόν που αποτελείται από ένα άτομο άνθρακα και ένα άτομο αζώτου είναι γνωστό ως κυάνιο. Το εξωτερικό περίβλημα άνθρακα (C) έχει μόλις τέσσερα ηλεκτρόνια. Για να ολοκληρωθεί το κέλυφος, απαιτούνται τέσσερα επιπλέον ηλεκτρόνια. Το άζωτο (Ν) έχει μόνο πέντε ηλεκτρόνια και χρειάζεται άλλα τρία για να ολοκληρωθεί. Ως αποτέλεσμα, κάθε άτομο άνθρακα και αζώτου θα μοιράζεται τρία ηλεκτρόνια. Ως αποτέλεσμα, έξι ηλεκτρόνια μοιράζονται και σχηματίζεται ένας τριπλός ομοιοπολικός δεσμός. Ο άνθρακας είναι ανιόν επειδή έχει ένα επιπλέον ηλεκτρόνιο.

• Αιθίνιο (C2H2) :- Ένα παράδειγμα αλκυνίου είναι το αιθύλιο. Δύο άτομα άνθρακα (C) και δύο άτομα υδρογόνου (Η) συνθέτουν το αιθίνιο. Το εξωτερικό περίβλημα του άνθρακα (C) έχει τέσσερα ηλεκτρόνια σθένους. Χρειάζεται άλλα τέσσερα για να γεμίσει πλήρως το τροχιακό του. Το μόνο ηλεκτρόνιο στο υδρογόνο (Η) χρειάζεται για να ολοκληρωθεί η τροχιακή του. Ένας απλός δεσμός σχηματίζεται όταν ένα άτομο υδρογόνου ενώνεται με ένα άτομο άνθρακα. Ένα άλλο άτομο υδρογόνου θα ενώσει το άλλο άτομο άνθρακα για να σχηματίσει έναν νέο δεσμό C-H. Τα δύο άτομα άνθρακα, ωστόσο, το καθένα έχει τρία ασύζευκτα ηλεκτρόνια. Θα ενώσουν τις δυνάμεις τους και θα μοιραστούν τα τρία ηλεκτρόνια, για συνολικά τέσσερα κοινά ηλεκτρόνια. Τα δύο άτομα άνθρακα σχηματίζουν έναν τριπλό δεσμό ως αποτέλεσμα.

Αλκίνια 

Ένας δεσμός σίγμα και δύο δεσμοί π αποτελούν έναν τριπλό δεσμό σε ένα αλκίνιο. Τα δύο άτομα άνθρακα στον τριπλό δεσμό και τα δύο άτομα που συνδέονται άμεσα είναι συγγραμμικά ως αποτέλεσμα της γεωμετρίας των υβριδικών τροχιακών sp. Τα μονουποκατεστημένα (τερματικά) και τα διυποκατεστημένα αλκύνια είναι οι δύο τύποι αλκυνίων (εσωτερικά).

Τα sp-υβριδισμένα άτομα άνθρακα των αλκυνίων έχουν χαρακτήρα υψηλότερο ποσοστό s, το οποίο έχει σημαντικό αντίκτυπο στα χαρακτηριστικά του δεσμού του ατόμου άνθρακα. Το άτομο άνθρακα συγκρατεί τα ηλεκτρόνια στον δεσμό με μεγαλύτερη ασφάλεια, απαιτώντας περισσότερη ενέργεια για να διασπαστεί ομολυτικά ο δεσμός C-H. Ο δεσμός C—H είναι βραχύτερος από τους συνδέσμους sp2 και sp3, καθώς και από αυτούς με άλλα άτομα.

Τριπλοί δεσμοί και τροχιακά ηλεκτρονίων

Για να κατανοήσουμε πραγματικά τους τριπλούς δεσμούς, είναι απαραίτητο να ρίξουμε μια πιο βαθιά ματιά στο τι συμβαίνει με τα παράξενα, απρόβλεπτα ηλεκτρόνια που εμπλέκονται.

Σύμφωνα με το ενεργειακό τους επίπεδο και την απόσταση από τον πυρήνα, τα ηλεκτρόνια βουίζουν γύρω από ένα άτομο σε μοναδικά σχήματα. Η διαμόρφωση ηλεκτρονίων είναι ο τρόπος με τον οποίο τα ηλεκτρόνια οργανώνονται γύρω από ένα άτομο, ενώ τα τροχιακά ηλεκτρονίων είναι τα συγκεκριμένα σχήματα που καταλαμβάνουν τα ηλεκτρόνια. Τα τροχιακά ηλεκτρονίων έχουν τέσσερα διαφορετικά σχήματα:s, p, d και f. Τα τροχιακά s και p εμπλέκονται σε τριπλούς δεσμούς.

Κάθε άτομο στον τριπλό δεσμό πρέπει να μετατοπίσει ηλεκτρόνια και τροχιακά γύρω για να κατανείμει ομοιόμορφα έξι ηλεκτρόνια. Το εξώτατο τροχιακό s κάθε ατόμου πρέπει πρώτα να συγχωνευθεί με ένα τροχιακό p χρησιμοποιώντας κάποια μαγεία. Αυτό είναι ένα υβριδικό τροχιακό.

Συμπέρασμα

Οι δεσμοί Sigma μεταξύ υβριδοποιημένων τροχιακών και οι δεσμοί pi μεταξύ μη υβριδοποιημένων τροχιακών p σχηματίζουν τριπλούς δεσμούς. Οι ενώσεις με διπλούς και τριπλούς δεσμούς είναι πιο σταθερές επειδή εμποδίζουν την περιστροφή γύρω από τον άξονα του δεσμού.

Οι τριπλοί ομοιοπολικοί δεσμοί είναι πιο ισχυροί από τους απλούς ομοιοπολικούς δεσμούς επειδή μοιράζονται τέσσερα ή έξι ηλεκτρόνια μεταξύ των ατόμων, αντίστοιχα.