Kötésrend

A kötésrend – ahogyan a fogalmat Linus Pauling bevezette – a kötések és a lazítókötések közötti különbségként van definiálva.

A kötésszám maga a két atom közötti elektronpárok (kötések) számát fejezi ki.^[1] Például a kétatomos N≡N nitrogénmolekulában a kötésszám 3, míg a H−C≡C−H (acetilén) esetén a két szénatom között a kötésszám 3, a C−H kötés esetén pedig 1. A kötésszám a kötés erősségéről ad információt. Az izoelektronos (vagyis azonos elektronszámmal rendelkező) részecskék kötésszáma megegyezik.^[2]

Rezonanciával vagy hagyományostól eltérő kötéssel bíró molekuláknak a kötésszáma nem feltétlenül egész szám. Jó példa erre a benzolmolekulában található szénatomok közötti kötés, mivel a 6 szénatomon delokalizált molekulapályákon 6 π-elektron helyezkedik el, így ez egy fél π-kötést jelent. A σ-kötésekkel együtt tehát a kötésszám 1,5. Ugyanakkor bonyolultabb helyzetekben például 1,1-es kötésszám is előfordulhat, ami a kötés erősségét jelzi az 1-es kötésrendű kötés esetéhez képest.

Kötésrend a molekulapálya-elméletben szerkesztés

A molekulapálya-elméletben a kötésrendet a lenti egyenlet szerint, a kötő- és lazítóelektronok különbségének feleként számítják ki.^[3]^[4] A kötésrend a kötés erősségének is fokmérője, és kiterjedten használják a vegyértékkötés-elméletben is.

{\text{kötésrend}}={\frac {{\mbox{kötőelektronok száma}}-{\text{lazítóelektronok száma}}}{2}}\

Általánosságban véve minél nagyobb a kötésrend, a kötés annál erősebb. A 0,5 értékű kötésrend stabilis lehet, amint azt a H+2 (kötéshossz 106 pm, kötési energia 269 kJ/mol) és a He+2 (kötéshossz 108 pm, kötési energia 251 kJ/mol) stabilitása mutatja.^[5]

Egyéb definíciók szerkesztés

A kötésrend fogalmát használják a molekuláris dinamikában és a kötésrend-potenciálban is. A kötésrend nagysága a kötéshossz mértékével függ össze. Linus Pauling 1947-es eredménye szerint a kötésrend kísérletileg az alábbi összefüggéssel adható meg:

s_{ij}=\exp {\left[{\frac {d_{1}-d_{ij}}{b}}\right]}

ahol $d_{1}$ az egyszeres kötés hossza, $d_{ij}$ a kísérletileg mért kötéshossz, $b$ a kötésben részt vevő atomoktól függő állandó. Szén–szén kötések esetén Pauling $b$ értékére 0,353 Å-öt javasolt az eredeti egyenletben:

d_{1}-d_{ij}=0,353~{\text{ln}}s_{ij}

A kötésrend fenti definíciója némileg alkalomszerű, és csak kétatomos molekulákra alkalmazható egyszerűen. A Hückel-féle molekulapálya-elmélet egy másik megközelítést kínál a kötésrend megállapítására, amely a molekulapályák együtthatóin alapul. Mivel az elmélet felosztja a kötéseket egy szigma- és egy pi-keretrendszerre, a Hückel-definíció csak az egy síkon fekvő, delokalizált π-kötéssel rendelkező molekulákra alkalmazható. Ha 1-es kötésrendet feltételezünk a szigma-komponensnek, akkor a benzol kötésrendjére 1,67-es összesített (σ + π) értéket kapunk a gyakran említett 1,5-tel szemben. Ez némi félreérthetőséget jelez a kötésrend definícióját illetően. A standard, kvantummechanikai alapokon nyugvó definícióról hosszú viták folytak.^[6] 2017-ben publikáltak egy átfogó módszert a kötésrend kiszámolására kvantumkémiai kalkulációk alapján.^[7]

Jegyzetek szerkesztés

↑ bond number, A kémiai terminológia kompendiuma – Arany könyv (internetes kiadás). International Union of Pure and Applied Chemistry
↑ Dr. S.P Jauhar. Modern's abc Chemistry
↑ Organic Chemistry, 2nd, Oxford University Press, 91. o. (2012. április 13.). ISBN 978-0-19-927029-3
↑ Inorganic Chemistry, 4th, Prentice Hall, 35-37. o. (2012). ISBN 978-0-273-74275-3
↑ Bruce Averill and Patricia Eldredge, Chemistry: Principles, Patterns, and Applications (Pearson/Prentice Hall, 2007), 409.
↑ bond order, A kémiai terminológia kompendiuma – Arany könyv (internetes kiadás). International Union of Pure and Applied Chemistry
↑ (2017) „Introducing DDEC6 atomic population analysis: part 3. Comprehensive method to compute bond orders”. RSC Adv. 7 (72), 45552–45581. o. DOI:10.1039/c7ra07400j.

Fordítás szerkesztés

Ez a szócikk részben vagy egészben a Bond order című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

Kémiaportál • összefoglaló, színes tartalomajánló lap

[goldbook1-1] umber, A kémiai terminológia kompendiuma – Arany könyv (internetes kiadás). International Union of Pure and Applied Chemistry

[2] Dr. S.P Jauhar. Modern's abc Chemistry

[3] Organic Chemistry, 2nd, Oxford University Press, 91. o. (2012. április 13.). ISBN 978-0-19-927029-3

[4] Inorganic Chemistry, 4th, Prentice Hall, 35-37. o. (2012). ISBN 978-0-273-74275-3

[5] Bruce Averill and Patricia Eldredge, Chemistry: Principles, Patterns, and Applications (Pearson/Prentice Hall, 2007), 409.

[goldbook2-6] rder, A kémiai terminológia kompendiuma – Arany könyv (internetes kiadás). International Union of Pure and Applied Chemistry

[Manz2017-7] (2017) „Introducing DDEC6 atomic population analysis: part 3. Comprehensive method to compute bond orders”. RSC Adv. 7 (72), 45552–45581. o. DOI:10.1039/c7ra07400j.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]