Prinsip-prinsip Kekuatan Ikatan
Pada awalnya, perbedaan harus dibuat antara stabilitas dan reaktifitas. Sayangnya, itu adalah praktek umum untuk membingungkan keduanya. Terlalu sering suatu zat yang relatif reaktif disebut stabil meskipun sebenarnya obligasi mungkin sangat kuat. Dalam pandangan ambiguitas ini, akan terlihat jauh lebih disukai untuk menggunakan kata yang stabil hanya untuk menggambarkan kondisi yang diselenggarakan bersama oleh ikatan yang kuat dan untuk menyiratkan kebutuhan suhu tinggi untuk mengganggu substansi tanpa memperhatikan reaktivitas kimia yang mungkin. Sebuah substansi tidak stabil maka mungkin tidak aktif atau sangat reaktif tetapi harus satu diselenggarakan bersama oleh ikatan lemah yang terganggu termal pada suhu relatif rendah. Dalam makalah sebelumnya (3), prinsip-prinsip ikatan kimia yang ditetapkan untuk merangkum persyaratan faktor yang dapat mempengaruhi kekuatan ikatan. Ini sayangnya subjek yang sangat kompleks, harus ditangani dengan saat ini hanya secara kualitatif atau paling cara kuantitatif semifinal. Tapi masih dimungkinkan untuk menyatakan beberapa generalisasi yang berguna. Bahkan untuk setidaknya beberapa jenis senyawa, terutama halida biner, telah ditemukan baru-baru ini mungkin (4) untuk menghitung secara kuantitatif total energi ikatan, dari penerapan prinsip berikut. Dalam halida biner, dan mungkin kelas lain senyawa juga, total energi ikatan (per ekuivalen) bervariasi secara langsung dengan muatan parsial pada halogen dan orde ikatan dan berbanding terbalik dengan panjang ikatan. Pada awalnya, pembedaan harus dibuat antara stabilitas dan reaktivitas. Sayangnya, itu adalah praktek yang umum untuk membingungkan dua. Terlalu sering substansi yang relatif reaktif disebut tidak stabil meskipun sebenarnya Obligasi mungkin sangat kuat. Mengingat ambiguitas ini, itu akan tampak jauh lebih disukai untuk menggunakan kata stabil hanya untuk menggambarkan kondisi yang diselenggarakan bersama oleh ikatan yang kuat dan untuk menyiratkan persyaratan suhu tinggi untuk mengganggu substansi tanpa reaktivitas kimia yang mungkin. Zat tidak stabil maka mungkin unreactive atau sangat reaktif tapi itu harus menjadi salah satu yang diselenggarakan bersama oleh lemah obligasi yang thermally terganggu pada suhu relatif rendah. Dalam tulisan sebelumnya (3), prinsip-prinsip ikatan kimia yang ditetapkan untuk meringkas persyaratan faktor yang dapat mempengaruhi kekuatan ikatan. Sayangnya ini adalah topik yang sangat kompleks, harus disetujui dengan saat ini hanya dalam kualitatif atau paling semi cara kuantitatif. Tetapi masih mungkin untuk menyatakan beberapa
generalisasi yang berguna. Bahkan untuk setidaknya beberapa jenis senyawa, terutama halides biner, telah ditemukan mungkin baru saja (4) untuk menghitung total ikatan energi, kuantitatif dari penerapan prinsip berikut. Dalam halides biner, dan mungkin kelas-kelas lain senyawa serta, total ikatan energi (per setara) bervariasi secara langsung dengan tuduhan parsial pada halogen dan pesanan obligasi dan terbalik dengan panjang ikatan. Memegang prinsip terlepas dari sifat ikatan, seperti yang ditunjukkan, misalnya, oleh kenyataan bahwa semua klorida biner dari kelompok unsur utama jatuh pada garis lurus yang sama menghubungkan Cl2 dengan NaCl, dibentuk oleh susunan muatan parsial pada klorin terhadap fungsi RH / n (dimana n adalah orde ikatan, H panas atomisasi per ekuivalen, dan R panjang ikatan). Beberapa contoh representatif dari kesepakatan antara energi ikatan dihitung dan diamati diberikan pada Tabel 7. Masih banyak yang harus dilakukan dalam pengembangan teori ikatan untuk menjelaskan hubungan-hubungan yang luar biasa, tetapi dengan menyatukan "ion" dan "kovalen" ikatan dalam suatu sistem terpadu, menjanjikan hasil untuk kebenaran pemahaman yang lebih lengkap diperlukan untuk memprediksi lebih tepat arah perubahan spontan. Tabel 7. Energi ikatan total dan Polaritas dari beberapa contoh representatif LiF LiI NaF NaI BeCl2 MgI2 BaCl2 AlI4 CF4 Panas atomisasi per equivalen
-δx 0,74 0,53 0,75 0,54 0,23 0,19 0,49 0,12 0,09
H (calc) 206 127 181 120 139 88 154 72 99
H (exp) 202 129 181 120 128 86 152 76 103
Sekarang kembali pada pandangan ikatan yang lebih konvensional, kita mengamati prinsipprinsip tertentu yang dapat membantu sementara. Kovalen normal (10) ikatan kovalen antara atom kecil cenderung lebih kuat daripada ikatan kovalen antara atom yang lebih besar. Beberapa contoh yang menggambarkan prinsip ini tercantum pada tabel 8. Pentingnya kekuatan coulombic pada kovalen menunjukkan bahwa sejak kekuatan tersebut bervariasi berbanding terbalik dengan kuadrat jarak pemisahan biaya, kekuatan yang lebih besar dari ikatan antara atomatom yang lebih kecil mungkin adalah hasil dari interaksi lebih dekat berlawanan biaya. Atom yang lebih besar tidak hanya membentuk ikatan yang lebih panjang, tetapi juga memiliki sejumlah besar elektron tak berikatan yang mungkin cenderung melemahkan ikatan melalui antar-awan tolakan. Efek ini tampaknya lebih besar daripada efek tarik-menarik yang dihasilkan dari muatan inti meningkat.
Tabel 8. Hubungan antara kekuatan ikatan dengan jarak (panjang ikatan) r (Ǻ) 0,37 0,77 0,99 1,02 1,14 1,33
H2 C-C Cl2 S2 Br2 I2
E (kcal) 104 83 58 54 45,5 33,6
(11) Ikatan kovalen antara atom cenderung lebih lemah, semakin besar perbedaan quantum utama dari jumlah valensi dari dua elemen. Jelas sebagaimana dicontohkan oleh ilustrasi tabel 9, tumpang tindih, logam Koalesensi, orbital menjadi kurang efektif ketika atom memiliki ukuran yang sangat berbeda. Ini sangat baik diilustrasikan oleh senyawa biner hidrogen yang memiliki ikatan kovalen yang polaritasnya relatif rendah (5). Tabel 9. Hubungan antara kekuatan ikatan dengan perbedaan jenis kovalen Senyawa CH4 PH4 GeH4 TeH4 SbH4
Perbedaaan n 1 2 3 4 4
Dekomposisi (0C) 800 300 285 25 25
Energi ikatan rata-rata (kcal) 99,4 78,0 ... 56,9 ...
(12) Ikatan kovalen yang kuat cenderung menjadi lebih besar, semakin besar pula polaritas ikatannya. Salah satu penjelasan dari tendeney ini telah disediakan oleh pauling (6), yang dianggap sebagai pengisi energi ekstra yang dihasilkan dari obligasi polaritas menjadi olahan dari energi suplementing ikatan kovalen dengan daya tarik antara ion .Dia menggunakan energi ini tambahan dalam membangun skala elektronegativitas nya terkenal.Secara umum, interaksi yang lebih dekat antara ikatan elektron dan inti muncul mungkin kutub Obligasi karena mereka lebih pendek.Pemendekan ini dapat dijelaskan (7) dengan mempertimbangkan bahwa tidak merata pembagian elektron menghasilkan kontraksi radial atom sebagian positif yang greate daripada perluasan radial disebabkan oleh akuisisi negative tuduhan oleh ia atom lainnya. Efek indikasi kuantitatif kasar berbeda polaritas dalam ikatan antara dua atom sama disediakan oleh ketukan atomisasi (per setara) senyawa biner memamerkan perbedaan oksidasi.Beberapa contoh yang diberikan dalam tabel 10.Panas atomisasi adalah lebih rendah semakin tinggi positif keadaan oksidasi dari sentral atom.Hal ini karena lebih banyak pesaing
tidak elektron dari atom tertentu, yang kurang berhasil masing-masing akan memperoleh muatan negatif, dan sejalan kurang polarnya ikatan tersebut. Tabel 10. Memanaskan atomisasi dari Compounds(kcal/equiv)(2) biner
CrF2 137.0 TiCl2 141.9 TiBr2 131.0 CrF2 130.1 TiCl2 121.1 TiBr2 108.2 MnF2 147.4 TiCl4 101.6 TiBr1 93.9 MnF2 128.2 AuCl 121.7 CuBr 132.9 PbF2 121.7 AuCl2 63.9 CuBr2 83.9 PbF2 86.3 SnCl2 106.4 SnBr2 94.5 ClF 60.9 SnCl1 79.2 SnBr4 69.0 ClF2 40.9 PCl2 82.2 PBr2 69.1 BrF 64.1 PCl3 66.7 PBr2 55.0 BrF2 52.9 SbCl1 79.9 FeO 111.4 SO2 61.6 SbCl2 62.1 Fe2O2 95.0 SO2 55.0 Ikatan antara hidrogen dan seperti itu sangat electronegative unsur Fluor, oksigen, dan klorin terutama kuat, atom hidrogen relatif positif memiliki kerang elektron tidak ada dasar untuk membatasi kedekatan interaksi dengan atom lainnya.Signifikan ini kekuatan tambahan di mempengaruhi jalannya reaksi akan dibahas kemudian. (13) ikatan kovalen antara atom masing-masing membawa muatan positif parsial yang cenderung kurang stabil malah menjadi lebih pendek dari normalnya, karena mungkin diperkirakan dari fakta bahwa muatan positif harus sesuai dengan bidang elektronik kontrak, obligasi tersebut cenderung sebagai panjang atau lourger dari yang diharapkan dari jari-jari kovalen nonpolar mereka. Hal ini terkait dengan melemahnya obligasi, yang mungkin hasil dari berkurangnya ketersediaan. Elektron terluar untuk berbagi. Tabel 11. Beberapa molekul tidak stabil memiliki ikatan-ikatan antara atom bermuatan positif Si2H8 N2O2 P2Cl4 B2Cl4 TNT
Muatan 0,18 0,11 0,26 0,36 0,10
Unsur Si N P B C
Beberapa contoh molekul yang tidak stabil mungkin setidaknya sebagian dianggap berasal dari penyebab daftar tersebut, dengan muatan positif pada atom yang berdekatan, dalam tabel 11. (pengecualian adalah fluorokarbon, yang CC obligasi tampaknya unweakened oleh relatif ly tinggi muatan positif parsial pada karbon. Mungkin melemahnya memang ada, tapi dikompensasikan dengan atraksi coulombie antara karbon positif dan fluor negatif yang melekat pada langsungnya tetangga.)
(14) ikatan kovalen yang memiliki keanekaragaman parsial sebagai akibat dari resonansi yang lebih stabil daripada ikatan tunggal atau dari setara keragaman parsial di se tunggal dan integral beberapa obligasi. Kebenaran prinsip ini mucul membuktikan tentang adanya resonansi sebagai penyeimbang ikatan ke arah keseberagaman sebagian, dimana kemungkinan terpisahnya ikatan tunggal dan ikatan rangkap. Keterangan kemungkinan dapat ditemukan di dalam kenaikan induk di penolakan intraelektronik itu terjadi ketika atom memerlukan elektron. Lipatan ini nampak mengartikan bahwa berbagi elektron
berkontribusi banyak menyeimbangkan sebagai mereka pertama mendapatkan
secara parsial. Keseimbangan yang lebih besar dihasilkan ketika dua atom atau kadang lebih masing – masing menahan dengan sebagian ikatan elektron itu ketika masing – masing dengan mudah menahan itu (keseimbangan.red) secara sempurna. Itulah mengapa bentuk dari ikatan kovalen dan mengapa ikatan kovalen putus selalu kehilangan energi. Senada selanjutnya, jika sebuah ikatan rangkap itu kuat di satu dari dua tempat, di dalam molekul tetapi tidak begitu di tempat yang kedua, hal ini sebelum sebagian terdistribusi di lokasi yang kedua, lebih baik daripada secara keseluruhan megalami pengeluaran satu sama yang lainnya. Situasi seperti ini disebut resonansi, itu terjadi dimana resonansi tepat karena menghasilkan keseimbangan yang terbaik. Faktanya, dimana formasi dari ikatan tunggal akan meninggalkan yang lain dengan cara mengkosongkan orbital di dalam satu atom dan satu atau pasangan yang lain yang mana sebaliknya pasangan luar tidak berbagi di atom yang berdekatan, kita dapat mengharapkan reaksi lebih lanjut yang mana sebagaian yang paling sedikit digunakan orbital ini dan pasangan elektron meperkuat ikatan melalui keseberagaman. Banyak contoh yang signifikan dari ikatan dimana keberagaman sebagian diharapkan terjadi di komponen fluorin dan oksigen dengan elemen atom diluar orbital kosong yang disediakan. Fluorin, mempunyai elektronegativitas terbesar dari seluru elemen dan mempunyai satu orbital valensi yang kosong, secara umum yang dipertimbangkan mampu membentuk hanya ikatan kovalen tunggal. Beberapa anjuran fakta, bagaimanapun, dapat terjadi ikatan rangkap sebagian dibawah kondisi yang tepat. Ion fluoride diketahui berperan sebagai donor di banyak senyawa kompleks; sebagian fluorine negatif dapat berperan seperti itu juga, meskipun kemungkinan berkurang tingkat atau kadarnya. Kelemahan ikatan di F2 dapat diterangkan selama menghasilkan dari bercampurnya non-ikatan sepasang elektron terluar dari dua atom, mengusulkan seperti pasangan di dalam posisi berinteraksi menarik dengan atom lain jika tersedia orbital kosong. Selanjutnya, ikatan dari element lain fluorin sering tak sebanding kekuatannya dan tak terduga juga pendek, yang mana keduanyamengusulkan keberagaman sebagian. Panjang ikatan fluorides dari element elektronegativitas terbesar yang lain dapat diprediksi dari penambahan (covalent radii?); tetapi biasanya lebih sedikit element elektronegatif menghitung jumlah jari – jari wajib dibagi dengan 0,94 untuk memberikan tinjauan panjang ikatan, menandakan sebuah ikatan memperkirakan urutan 1.5. Bukti lebih lanjut untuk mendukung banyaknya ikatan parsial di Fluorin yang tersedia adalah kemiripan dengan oksigen dengan membentuk dua ikatan, mengungkapkan satu dari sifat ikatan yang
diharapkan untuk membuat sudut yang tidak melebihi 1090 (Cl2O, 110,80; F2O; 103,20, H2O; 104, 5o) beberapa contoh diketahui adanya sudut yang jauh lebih besar bahkan mendekati 180o misalnya dalam berbagai sudut silikat dan sudut silicon, Si-O-Si berkisar 140-150o; dalam P4O6 sudut P-O-P adalah 123o, karena hal ini juga As-O-As dan Sb-O-Sb, dan dalam berbagai borat B-O-B mungkin sudutnya dalam kisaran 120-140o. Semua sudut yang lebih luas dari perkiraan tersebut menunjukkan pemanfaatan parsial dari dua pasangan yang tidak terpakai lainnya, pasang electron luar oksigen yang melibatkan orbital sp3 keempat dari boron atau diluar orbital d dari silicon, fosfor dan lainnya. Jika oksigen dapat masuk ke dalam Multi plisitas parsial tersebut tampaknya tidak ada alas an mengapa Fluor tidak dapat melakukannya juga. Sebagai konsekuensi dari kemungkinan multiplisita sparsial seperti kalor atomisasi (per ekuivalen) dari BF3 (154,5), B2O3 (126,9), AlF3 (148,5), Al2O3 (121,9), SiF4 (137,8), SiO3 (107,2), AsF3 (144,9) , dan senyawa serupa selalu lebih besar dari yang diharapkan dari polaritas. Ketika energy ikatan rata-rata untuk semua molekul gas yang tercantum dalam NBS Circular 500 (Z) yang disusun dalam urutan, yang tertinggi adalah: B-F, Si-F, HF, Li-Cl, Na-F, As-F, HO. seperti yang akan terlihat, fakta-fakta ini menjadi sangat penting sebagai salah satu upaya untuk memprediksi jalannya reaksi yang melibatkan senyawa tersebut.
