Πώς γνωρίζουν οι επιστήμονες ότι η σωστή δομή Lewis για ένα μόριο οξυγόνου δεν είναι τόσο προβλεπόμενη;
Η προβλεπόμενη δομή Lewis και τα προβλήματά της:
* Η πρόβλεψη: Η τυπική δομή Lewis προβλέπει έναν διπλό δεσμό μεταξύ των δύο ατόμων οξυγόνου, με κάθε άτομο οξυγόνου να έχει δύο μοναχικά ζεύγη. Αυτή η δομή ικανοποιεί τον κανόνα οκτάδων και για τα δύο οξυγόνα.
* Το πρόβλημα: Αυτή η δομή υποδηλώνει ότι το μόριο οξυγόνου πρέπει να είναι διαμαγνητικό (χωρίς μη ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια). Ωστόσο, τα πειράματα δείχνουν ότι το οξυγόνο είναι Paramagnetic - Έχει μη ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια και προσελκύεται από ένα μαγνητικό πεδίο.
Γιατί η τυπική δομή Lewis αποτυγχάνει:
Η τυποποιημένη δομή Lewis δεν λαμβάνει υπόψη τα εξής:
* Παραγγελία δεσμού: Το μήκος του δεσμού στο οξυγόνο είναι μικρότερο από έναν μόνο δεσμό αλλά περισσότερο από ένα διπλό δεσμό. Αυτό υποδηλώνει μια σειρά ομολόγων κάπου μεταξύ 1 και 2.
* Θεωρία μοριακής τροχιάς: Η θεωρία της μοριακής τροχιάς παρέχει μια ακριβέστερη εικόνα της σύνδεσης σε οξυγόνο. Δείχνει ότι τα 2P τροχιακά των ατόμων οξυγόνου συνδυάζονται για να σχηματίσουν τροχιακά συγκόλλησης Sigma και PI και σε τροχιακά αντιβόνωσης. Τα δύο μη ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια καταλαμβάνουν τα τροχιακά αντιμονήματα, εξηγώντας τον παραμαγνητισμό.
Η σωστή περιγραφή:
Η σωστή περιγραφή του μορίου οξυγόνου περιλαμβάνει Θεωρία μοριακής τροχιάς , που εξηγεί τον παραμαγνητισμό και την σειρά δεσμών του. Το διάγραμμα μοριακής τροχιάς δείχνει ότι το μόριο οξυγόνου έχει δύο μη ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια σε τροχιακά αντιβόδεμα, οδηγώντας στην παραμαγνητική συμπεριφορά του. Η σειρά δεσμών, που υπολογίζεται από τον αριθμό των ηλεκτρονίων συγκόλλησης και αντιβόνωσης, είναι περίπου 2, η οποία είναι σύμφωνη με το παρατηρούμενο μήκος δεσμού.
Key Takeaway:
Ενώ οι δομές Lewis είναι ένα χρήσιμο εργαλείο για την κατανόηση της βασικής σύνδεσης, δεν μπορούν να καταγράψουν πλήρως την πολυπλοκότητα της μοριακής σύνδεσης, ειδικά για μόρια όπως το οξυγόνο που παρουσιάζουν ασυνήθιστη συμπεριφορά. Η θεωρία της μοριακής τροχιάς προσφέρει μια ακριβέστερη αναπαράσταση της ηλεκτρονικής δομής και της σύνδεσης σε τέτοιες περιπτώσεις.
