Seuraa 
Viestejä45973

Rikkidioksidista näkee eri versioita. Pelkästään englanninkielisessä Wikipediassa on kuvattu kaksi eri tapaa. Joko kyseessä olisi resonanssi muotojen O-S=O ja O=S-O välillä tai O=S=O. Esimerkiksi alla olevassa videossa opetetaan, että jälkimmäinen on oikea. Kuitenkin resonanssiversio lienee oikea, jolloin kumpikin sidos on keskimäärin 1,5. Videossa selitetään rakenteen O=S=O olevan mahdollinen, koska rikille jäävä vapaa elektronipari menee d-orbitaalille. Tämä on toki teoriassa mahdollista alkuaineille, jotka ovat kolmannessa jaksossa tai sitä alempana (jakso siis ≥3) jaksollisessa järjestelmässä, mutta p-lohkolla (johon rikki kuuluu) d-orbitaali on niin suurienerginen, etteivät elektronit mene sinne, vaan rikki jää muodolliselta varaukseltaan ykköseksi ja tulee yllä esitetty resonanssimuoto.

Miksi videossa sitten opetetaan näin ja Wikipediassa on piirretty virheellinen rakenne? Tulkitaanko se tarpeeksi oikeelliseksi jonkin teorian mukaan? Sama ongelma esiintyy muillakin yhdisteillä.

http://en.wikipedia.org/wiki/Sulfur_dioxide
http://www.youtube.com/watch?v=yxQ2brIlIC0

Tämä ei ole mikään kotitehtävä. En edes opiskele kemiaa tällä hetkellä.

Kommentit (2)

hmk
Seuraa 
Viestejä1034

Tiheysfunktionaalimenetelmä (B3LYP/6-31+G(d) @ Gaussian03) ja NBO-analyysi antaa SO2:n atomien elektronikonfiguraatioiksi seuraavaa:

[code:1a6qig5y] Atom Natural Electron Configuration
----------------------------------------------------------------------------
S [core] 3s(1.64) 3p(2.61) 4s(0.06) 3d(0.10) 5p(0.02)
O [core] 2s(1.85) 2p(4.91) 3s(0.01) 3d(0.02)
O [core] 2s(1.85) 2p(4.91) 3s(0.01) 3d(0.02)
[/code:1a6qig5y]

Tuon mukaan SO2:n rikin 3d-orbitaalien elektronimiehitys on pieni (vain 0.1 elektronia). Yo. taulukosta voi myös laskea SO2:n rikki- ja happiatomien elektronien kokonaismäärät, ja verrata niitä vastaavien irrallisten atomien elektronien määriin ( [core] + 6 valenssielektronia happiryhmän atomeille), jolloin saadaan ko. atomien luonnolliset varaukset:

[code:1a6qig5y] Natural -----------------------------------------------
Atom Charge Core Valence Rydberg Total
-----------------------------------------------------------------------
S 1.58699 9.99938 4.24186 0.17176 14.41301
O -0.79349 1.99989 6.76022 0.03339 8.79349
O -0.79349 1.99989 6.76022 0.03339 8.79349
[/code:1a6qig5y]

Menetelmällä saadaan myös ratkaistua sen orbitaalin luonne, jolla SO2:n rikin vapaa elektronipari (LP, lone pair) sijaitsee:

[code:1a6qig5y](1.99563) LP ( S ) s(71.20%) p 0.40(28.54%) d 0.00(0.26%)
[/code:1a6qig5y]

Eli rikin vapaa elektroni"pari" koostuu 1.996 elektronista, jotka sijaitsevat sellaisella rikin hybridiorbitaalilla, jolla on 71.20% "s-luonnetta" ja 28.54% "p-luonnetta". LP-orbitaali on siis "suurimmaksi osaksi" rikin 3s-orbitaali, mutta sillä on "hieman" hybridisaatiota 3p_z -orbitaalin kanssa. LP(S) ei siis sijaitse d-orbitaalilla.

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla

Suosituimmat

Uusimmat

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Uusimmat

Suosituimmat