Bindingslengte
Bindingslengte is die gemiddelde afstand tussen die kerne van twee atome wat chemies gebind het. Wanneer twee atome bind, oorvleuel hul orbitale (mees waarskynlike bewegingsruimtes van elektrone). 'n Atoom bestaan uit 'n klein sentrale kern met 'n negatiefgelaaide elektronwolk om die kern. Indien die aantrekkingskragte tussen die atome sterk is, beweeg die atome en dus ook hul kerne naby aan mekaar en is die bindingslengte baie kort. Met swakkeer aantrekkingskragte tussen die atome, is die bindingslengte langer, wat beteken dat die atome se kerne verder weg is. Bindingslengte neem toe met toename in atoomgrootte. Kleiner atome kan nader aan mekaar beweeg met 'n gevolglike korter bindingslengte. Omdat die waterstofatoom die kleinste atoom is, is die H-H binding die kortse binding bekend. Bindingslengte verskaf ook inligting oor die atome wat by binding betrokke is en of die binding 'n enkel-, dubbel- of drievoudige binding is.
Atome wat in 'n molekuul gebind is, vibreer asof hulle met 'n veer aan mekaar gebind is, wat variasie in fisiese bindingslengte teweeg bring. Die bindingslengte word egter as die gemiddelde lengte geneem. Bindingslengte is klein en word gevolglik uitgedruk in terme van pikometer (pm) waar 1 pm = 10-12 m.
Bepaling
wysigDie afstand tussen twee atome wat aan 'n binding deelneem, bekend as die bindingslengte, kan eksperimenteel bepaal word. X-straaldiffraksie of neutrondiffraksie van molekulêre kristalle maak voorsiening vir die bepaling van die driedimensionele struktuur van molekules en die presiese meting van interne kernafstande. Verskeie spektroskopiese metodes bestaan ook om die bindingslengte tussen twee atome in 'n molekule te skat.[1]
Vibrasies
wysig
Die bindingslengte is die gemiddelde afstand tussen die kerne van twee gebonde atome in 'n molekule. Dit is omdat 'n chemiese binding nie 'n statiese struktuur is nie, maar die twee atome vibreer eintlik as gevolg van termiese energie wat in die omgewing beskikbaar is by enige nie-nul Kelvin-temperatuur. [1]
'n Verbinding met twee atome kan gemodelleer word as twee balle wat deur 'n veer verbind word. Dit is nogtans 'n taamlik vereenvoudigde model wat nie op kwantummeganika gebaseer is nie. Strek of saampers van die veer begin 'n heen-en-weer beweging met betrekking tot die ewewigsposisies van die balle. Die gemete bindingslengtes is die afstand tussen daardie onversteurde posisies van die balle (atome) in ewewig. [1]
'n Binding tussen twee atome kan beskou word as 'n veer met twee balle daaraan vas. Enige rek of saamdrukking van die veer sal ossillasies van die atome inisieer met betrekking tot hul ewewig (onversteurde) posisies. Die minimum in die potensiële energiefunksie vind plaas by die ewewigsafstand r0. Dit is waar die bindingslengte gemeet word. [1] Die energiefunksie vir hierdie stelsel is egter nie simmetries nie. Die verandering in bindingsenergie by rek of saamdrukking is net dieselfde as die verandering van die bindingslengte klein is. In hierdie geval kan die trilling harmonies genoem word en is die energiefunksie parabolies. Vir groter afwykings uit die ewewig is dit anharmonies. Indien te veel energie aan die vibrasie bygevoeg word, kan die binding breek en ontbinding optree .
Waardes van die bindingslengte
wysigBindingslengtes is tradisioneel gewoonlik in Ångstrom-eenhede uitgedruk, maar pikometers word nou dikwels verkies, omdat hierdie eenheid in teenstelling tot die Ångstrom tot die SI-stelsel behoort (1 Å = 10-10 m = 100 pm). Bindingslengtes lê tipies in die bereik van 1-2 Å, oftewel 100-200 pm. Alhoewel die bindings vibreer, kan ewewigbindingslengtes eksperimenteel bepaal word tot binne ±1 pm. Bindings wat waterstof behels kan redelik kort wees; die kortste binding van almal, die binding in die waterstofmolekule H–H, is slegs 74 nm. [1]
Enkele diatomiese bindingslengtes:[2]
| Binding | Lengte (pm) |
|---|---|
| H-H | 74 |
| C-C | 154 |
| N-N | 140 |
| O-O | 132 |
| F-F | 141 |
| Cl-Cl | 199 |
| Br-Br | 228 |
| I-I | 267 |
Hierdie tabel weerspieël die periodieke tabel. Atome van hoër periodes besit meer kernelektrone en is groter soos broom of jodium. Binne 'n periode is kleiner wisselings. Die bindingslengtes neem effens af later in die periode.
Kovalente radiusse
wysigDie kovalente radius van 'n atoom word bepaal deur die bindingsafstand tussen twee identiese atome te halveer. Gebaseer op data vir die H2-molekule, is die kovalente radius van H dus 37 pm. Kovalente radiusse kan gebruik word om die bindingsafstand tussen twee verskillende atome te voorspel; dit is die som van die individuele kovalente radiusse. In ingewikkelde molekules of in vastestowwe met metaalbinding kan die gemete bindingslengte nogtans daarvan afwyk.[1]
Bindingslengte en bindingsorde
wysigBindingsorde is die aantal bindingspare elektrone tussen twee atome. In 'n kovalente binding tussen twee atome het 'n enkelbinding 'n bindingsorde van een, 'n dubbelbinding het 'n bindingsorde van twee, 'n drievoudige binding het 'n bindingsorde van drie, ensovoorts. [3]
0: Geen binding 1: enkelbinding 2: dubbelbinding 3: drievoudige binding
.svg)
Atome met meervoudige bindings tussen hulle het korter bindingslengtes as enkelgebondes; dit is 'n belangrike maatstaf vir die eksperimentele bepaling van die bindingorde. Byvoorbeeld, die bindingslengte tussen twee koolstofatome:
| C−C | 154 pm |
| C=C | 133 pm |
| C≡C | 120 pm |
As die bindingsorde nul is, kan die molekule nie vorm nie. Die hoër bindingsordes dui op groter stabiliteit vir die nuwe molekule. In molekules wat resonansiebinding het, hoef die bindingsorde nie 'n heelgetal te wees nie. [1] 'n Goeie voorbeeld is die benseenmolekule, wat se koolstof-koolstof-bindingslengte 139 pm is. Langer as 'n dubbelbinding.
Verwysings
wysig- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 "Introduction to Chemistry; Bond lengths". Colledge sidekick.
- ↑ "Bond lengths". Pathways to Chemistry.
- ↑ "Bond Order and Lengths". Libre Texts.