作者bittywind (既視感下的低語)
看板Chemistry
標題[學科] 6鍵結的碳
時間Tue Jan 23 14:47:31 2018
各位板友好
最近遇到了一個問題
不過想了想都很難完美解釋為什麼
想詢問板友看有沒有更好的解釋
https://imgur.com/a/b2un4
這個分子被稱做碳硼烷(圖中的是ortho-carborane)
如圖所示，這是一個由2個碳與10個硼所構成的二十面體
且結構中的碳都形成6鍵結
就我看到的期刊而言
在1980年代
就已透過X-ray晶格分析證實這個結構是確實存在的
但沒有看到有人詳細說明為什麼
(很久沒有碰MOT了..忘的差不多，所以下面我的猜測可能有誤)
一般原子之間要形成鍵結要有未填完電子的軌域才能配對
如果沒有又要形成鍵結
那原子本身就必須是在激發態的狀況下才行
譬如碳要形成六鍵
必須要從1S(2)2S(2)2P(2)，要變成1S(1)2S(1)2P(3)3S(1)
不過正常來說這樣的激發態並沒辦法穩定存在
所以這樣的鍵結應該都只能維持很短時間
不過在碳硼烷裡，每個碳都同時與5個硼以及1個氫鍵結
從電子模型來看，電子是delocalized在整個碳硼烷分子當中
若苯(Benzene)是藉由分子內電子的共振得以穩定存在
那麼碳硼烷就近似於3度空間的的苯環
由實驗測試來看，碳硼烷中的碳是偏向正電荷(0.14~0.38)
而硼則是帶負電荷(-0.04 ~ -0.23)
使得碳本身也因鍵結被硼原子拉走電子
使碳的過度激發態能被結構的去偶極化所穩定
實驗也證實在分子中靠近碳位置的電子密度是較低的
(Ref. Chem. Rev. 2011, 111, 7035–7062)
但感覺我的想法還是有不對的地方..
看國外網站的討論
有人說這種鍵結又異於硼的三心二電鍵的形式
可能再麻煩板友提供一些看法了
感謝大家~
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1F：→ faniour: 這應該要用MO去描述 01/23 15:31
2F：→ jew710934: 這類化合物的鍵結在大學無機課本通常都會有詳細討論 可 01/23 17:12
3F：→ jew710934: 以參考Wade's rule 01/23 17:12
4F：推 louisforever: 簡單一點來理解就是電子 highly delocalized 在原子 01/24 02:29
5F：→ louisforever: 之間 C-H 鍵基本上是 localized 的單鍵 01/24 02:29
6F：→ louisforever: 但 C2B10 cage 間的30個鍵是由剩餘24的價電子組成 01/24 02:31
7F：→ louisforever: 也有人用 3D aromaticity 去解釋 01/24 02:32
8F：推 louisforever: 可以用 B12H12(2-) 去看 是 isoelectronic 結構 01/24 02:39
9F：→ louisforever: Chem. Rev. 2001, 101, 1119. 01/24 02:40
10F：→ Deconation: 這類化合物沒辦法用價鍵理論去解釋 01/24 17:14
11F：→ Deconation: 就像louis大大說的 30鍵由24個價電子去組成 01/24 17:15
12F：→ Deconation: 是將每個原子軌域都做線性組合得到分子軌域 01/24 17:16
13F：→ Deconation: 再依序將參與骨架鍵結的電子填入 01/24 17:16
16F：→ Deconation: 這兩張圖是一個示意 是我以前LAB教的東西，供您參考 01/24 17:25
17F：→ bittywind: 感謝樓上的各位提供意見，這樣講我才發現我想錯方向了 01/24 18:57
18F：→ bittywind: 感謝大家幫忙:) 01/24 18:57