Γιατί ο φωσφόρος δεσμεύεται διαφορετικά με οξυγόνο;
1. Ηλεκτρονική διαμόρφωση:
* φωσφόρος (p): Έχει 5 ηλεκτρόνια σθένους (3S² 3P³)
* οξυγόνο (o): Έχει 6 ηλεκτρόνια σθένους (2S2 2P⁴)
Ο φωσφόρος έχει χαμηλότερη ηλεκτροαρνητικότητα από το οξυγόνο, που σημαίνει ότι προσελκύει ηλεκτρόνια λιγότερο έντονα. Αυτό οδηγεί σε μια διαφορά στον τρόπο που μοιράζονται ηλεκτρόνια στους δεσμούς τους.
2. Προτιμήσεις συγκόλλησης:
* οξυγόνο (o): Συνήθως σχηματίζει δύο ομοιοπολικούς δεσμούς για να επιτευχθεί ένα σταθερό οκτάτο (8 ηλεκτρόνια στο εξωτερικό του κέλυφος).
* φωσφόρος (p): Μπορεί να σχηματίσει διάφορα ομόλογα ανάλογα με την κατάσταση, συμπεριλαμβανομένου:
* Τρεις ομοιοπολικοί δεσμοί: Σχηματίζει ένα σταθερό οκτάτο όπως το οξυγόνο.
* Τέσσερα ομοιοπολικά ομόλογα: Δημιουργεί ένα διευρυμένο οκτάτο, που υπερβαίνει τα συνηθισμένα 8 ηλεκτρόνια, λόγω της διαθεσιμότητας των κενών D-orbitals.
* Πέντε ομοιοπολικοί δεσμοί: Σχηματίζει μια υπερμετρική δομή, με περισσότερα από 8 ηλεκτρόνια, όπως φαίνεται στο πενταχλωρίδιο του φωσφόρου (PCL₅).
3. Διαφορετικοί τύποι συγκόλλησης:
* Ενιαία ομόλογα: Τόσο ο φωσφόρος όσο και το οξυγόνο μπορούν να σχηματίσουν μεμονωμένους δεσμούς με άλλα άτομα, όπως στο Ρ-Ο-Η (φωσφορικό οξύ).
* Διπλά ομόλογα: Το οξυγόνο συνήθως σχηματίζει διπλούς δεσμούς με άλλα άτομα οξυγόνου (Ο =Ο σε O₂) ή με άνθρακα (C =O σε ομάδες καρβονυλίου). Ο φωσφόρος, αν και λιγότερο συνηθισμένος, μπορεί επίσης να σχηματίσει διπλούς δεσμούς με οξυγόνο, όπως φαίνεται στα φωσφορικά ιόντα (PO₄³⁻).
* Πολλαπλά ομόλογα: Ο φωσφόρος μπορεί να σχηματίσει πολλαπλούς δεσμούς με άλλα άτομα, συμπεριλαμβανομένου του οξυγόνου, που οδηγεί σε σύνθετες δομές όπως το P₄O₁₀ (πεντοξείδιο του φωσφόρου) όπου ο φωσφόρος εμπλέκεται τόσο σε μονό όσο και σε διπλούς δεσμούς με οξυγόνο.
4. Μοριακή δομή:
Οι διαφορετικές δυνατότητες συγκόλλησης επηρεάζουν τις μοριακές δομές των οξειδίων του φωσφόρου. Για παράδειγμα:
* Trioxide φωσφόρου (p₄o₆): Μια δομή που μοιάζει με κλουβί όπου ο φωσφόρος σχηματίζει τρεις δεσμούς με οξυγόνο, σχηματίζοντας μονή και διπλά δεσμούς.
* πεντοξείδιο του φωσφόρου (p₄o₁₀): Μια τετραεδρική δομή με φωσφόρο που σχηματίζει τέσσερις δεσμούς με οξυγόνο, συμπεριλαμβανομένων τόσο των μεμονωμένων όσο και των διπλών δεσμών.
Συνοπτικά:
Ο δεσμός φωσφόρου και οξυγόνου διαφορετικά λόγω των διαφορών στις ηλεκτρονικές διαμορφώσεις τους, στις προτιμήσεις συγκόλλησης και στην ικανότητα του φωσφόρου να επεκτείνει το οκτάτο του και να σχηματίζει πολλαπλούς δεσμούς με οξυγόνο. Αυτοί οι παράγοντες οδηγούν σε διαφορετικά πρότυπα συγκόλλησης και σύνθετες μοριακές δομές σε οξείδια φωσφόρου.
