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-elméletbenSzerkesztés

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.

 

Általánosságban véve minél nagyobb a kötésrend, a kötés annál erősebb. A 0,5 értékű kötésrend stabilis lehet, amint azt a H2+ (kötéshossz 106 pm, kötési energia 269 kJ/mol) és a He2+ (kötéshossz 108 pm, kötési energia 251 kJ/mol) stabilitása mutatja.[5]

Egyéb definíciókSzerkesztés

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:

 

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

 

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]

JegyzetekSzerkesztés

  1. International Union of Pure and Applied Chemistry. "bond number". Compendium of Chemical Terminology - Gold Book Internet edition.
  2. Dr. S.P Jauhar. Modern's abc Chemistry 
  3. Organic Chemistry, 2nd, Oxford University Press, 91. o. (2012. április 28.). 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.
  6. International Union of Pure and Applied Chemistry. "bond order". Compendium of Chemical Terminology - Gold Book Internet edition.
  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.  

FordításSzerkesztés

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 jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.