作者bittywind (既视感下的低语)
看板Chemistry
标题[学科] 6键结的碳
时间Tue Jan 23 14:47:31 2018
各位板友好
最近遇到了一个问题
不过想了想都很难完美解释为什麽
想询问板友看有没有更好的解释
https://imgur.com/a/b2un4
这个分子被称做碳硼烷(图中的是ortho-carborane)
如图所示，这是一个由2个碳与10个硼所构成的二十面体
且结构中的碳都形成6键结
就我看到的期刊而言
在1980年代
就已透过X-ray晶格分析证实这个结构是确实存在的
但没有看到有人详细说明为什麽
(很久没有碰MOT了..忘的差不多，所以下面我的猜测可能有误)
一般原子之间要形成键结要有未填完电子的轨域才能配对
如果没有又要形成键结
那原子本身就必须是在激发态的状况下才行
譬如碳要形成六键
必须要从1S(2)2S(2)2P(2)，要变成1S(1)2S(1)2P(3)3S(1)
不过正常来说这样的激发态并没办法稳定存在
所以这样的键结应该都只能维持很短时间
不过在碳硼烷里，每个碳都同时与5个硼以及1个氢键结
从电子模型来看，电子是delocalized在整个碳硼烷分子当中
若苯(Benzene)是藉由分子内电子的共振得以稳定存在
那麽碳硼烷就近似於3度空间的的苯环
由实验测试来看，碳硼烷中的碳是偏向正电荷(0.14~0.38)
而硼则是带负电荷(-0.04 ~ -0.23)
使得碳本身也因键结被硼原子拉走电子
使碳的过度激发态能被结构的去偶极化所稳定
实验也证实在分子中靠近碳位置的电子密度是较低的
(Ref. Chem. Rev. 2011, 111, 7035–7062)
但感觉我的想法还是有不对的地方..
看国外网站的讨论
有人说这种键结又异於硼的三心二电键的形式
可能再麻烦板友提供一些看法了
感谢大家~
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※ 文章网址: https://webptt.com/cn.aspx?n=bbs/Chemistry/M.1516690065.A.70D.html
1F：→ faniour: 这应该要用MO去描述 01/23 15:31
2F：→ jew710934: 这类化合物的键结在大学无机课本通常都会有详细讨论 可 01/23 17:12
3F：→ jew710934: 以参考Wade's rule 01/23 17:12
4F：推 louisforever: 简单一点来理解就是电子 highly delocalized 在原子 01/24 02:29
5F：→ louisforever: 之间 C-H 键基本上是 localized 的单键 01/24 02:29
6F：→ louisforever: 但 C2B10 cage 间的30个键是由剩余24的价电子组成 01/24 02:31
7F：→ louisforever: 也有人用 3D aromaticity 去解释 01/24 02:32
8F：推 louisforever: 可以用 B12H12(2-) 去看 是 isoelectronic 结构 01/24 02:39
9F：→ louisforever: Chem. Rev. 2001, 101, 1119. 01/24 02:40
10F：→ Deconation: 这类化合物没办法用价键理论去解释 01/24 17:14
11F：→ Deconation: 就像louis大大说的 30键由24个价电子去组成 01/24 17:15
12F：→ Deconation: 是将每个原子轨域都做线性组合得到分子轨域 01/24 17:16
13F：→ Deconation: 再依序将参与骨架键结的电子填入 01/24 17:16
16F：→ Deconation: 这两张图是一个示意 是我以前LAB教的东西，供您参考 01/24 17:25
17F：→ bittywind: 感谢楼上的各位提供意见，这样讲我才发现我想错方向了 01/24 18:57
18F：→ bittywind: 感谢大家帮忙:) 01/24 18:57