Валентность кислорода и азота в триметиламиноксиде

[burbulis]

В 31.10.2024 в 19:22, yatcheh сказал:

Если в катионе аммония положительный заряд размазан по протонам, то в NF4+ в основном на азоте остаётся.

А я думал, в аммонии положительный заряд на азоте. Типа, встречается аммиак и протон. У азота в аммиаке неподеленная электронная пара, а у протона наоборот, нехватка электронов. И у протона как-раз есть свободная 1s2, чтобы эту пару принять. Вот он у азота и отбирает эту самую пару. И типа за счет этого азот как-бы приобретает некоторый положительный заряд.

Изменено 31 Октября, 2024 в 17:46 пользователем burbulis

[yatcheh]

В 31.10.2024 в 20:45, burbulis сказал:

А я думал, в аммонии положительный заряд на азоте. Типа, встречается аммиак и протон. У азота в аммиаке неподеленная электронная пара, а у протона наоборот, нехватка электронов. И у протона как-раз есть свободная 1s2, чтобы эту пару принять. Вот он у азота и отбирает эту самую пару. И типа за счет этого азот как-бы приобретает некоторый положительный заряд.

 

Всё устаканивается в пределах всей молекулы. Протон оттягивает пару, но это компенсируется поляризацией других N-H связей. В результате все связи в катионе NH4+ совершенно одинаковы, но электронные пары каждой связи смещены к азоту, так что на азоте остаётся некоторый минус, а на водородах суммарно - плюс с некоторой дополнительной дельтой, которую берёт азот как квартплату.

В катионе NF4+ ситуация обратная. Четыре бандита на расслабоне, а хозяин хаты помимо платы за крышу ещё и хавчик подгоняет.

Изменено 31 Октября, 2024 в 17:59 пользователем yatcheh

[burbulis]

В 31.10.2024 в 20:55, yatcheh сказал:

 

Всё устаканивается в пределах всей молекулы. Протон оттягивает пару, но это компенсируется поляризацией других N-H связей. В результате все связи в катионе NH4+ совершенно одинаковы, но электронные пары каждой связи смещены к азоту, так что на азоте остаётся некоторый минус, а на водородах суммарно - плюс с некоторой дополнительной дельтой, которую берёт азот как квартплату.

В катионе NF4+ ситуация обратная. Четыре бандита на расслабоне, а хозяин хаты помимо платы за крышу ещё и хавчик подгоняет.

Ну фтор то да, он то полюбому оттянет электроны на себя. Но, мне просто подумалось что и протон, в принципе, тоже может вести себя как сильный электроно-акцептор. Ведь у него пустая 1s орбиталь, а она самая близкая к ядру, и по идее, отсутствие электронов на ней должно порождать очень сильную "жадность" протона до чужих электронов...

Изменено 31 Октября, 2024 в 18:24 пользователем burbulis

[yatcheh]

В 31.10.2024 в 21:20, burbulis сказал:

Ну про фтор то да, он то полюбому оттянет электроны на себя. Но, мне просто подумалось что и протон, в принципе тоже может вести себя как хороший окислитель. Ведь у него пустая 1s орбиталь, а она самая близкая к ядру, и по идее, отсутствие электронов на ней должно порождать сильную "жадность" протона до чужих электронов...

 

Орбиталь у него тесная. Даже фтор от этого страдает - у него сродство к электрону меньше, чем у хлора из-за высокой плотности заряда. А уж у водорода ваще - однушка с частичными на первом этаже в хрущёвке. Лавочка у подъезда - вместо балкона. Он ведь (водород) по рождению - тоже галоген (до полной орбитали одного электрона не хватает), но - судьба не сложилась...

Изменено 31 Октября, 2024 в 18:27 пользователем yatcheh

[Вольный Сяншен]

В 28.10.2024 в 21:40, chemister2010 сказал:

 

Все IB элементы, часть лантаноидов и половина актиноидов проявляют валентность выше номера своей группы.

Это из-за того, что нет универсально удобных номеров групп. В короткой таблице интуитивно понятно, что для IV группы характерна валентность IV. В современной длинной таблице сквозная нумерация групп удобна для переходных металлов, но углерод попадает в 14 группу, тут уже неудобно. Можно ещё удлинить таблицу, и тогда 4-валентный церий окажется в 4 группе, а 6-валентный уран в 6-й, но поплывёт всё остальное.

Поэтому массы голосуют за короткую таблицу, а редкие специалисты по редким землям как-нибудь приспособятся.

[Вольный Сяншен]

В 31.10.2024 в 19:00, burbulis сказал:

Фтор оттягивает себе неподеленную электронную пару азота, ту которая на орбитали 2s2?

Но в таком случае, куда он девает свой единственный неспаренный электрон?

Фтор, кстати, нередко даёт интересные связи. Например в ионе F-H-F^- связь трёхцентровая, осуществляется одной парой электронов, а ещё одна пара несвязывающая и болтается выше.

Аналогично в молекуле PF5 три связи обычные в одной плоскости с углами 120, а два оставшихся фтора на одной линии образуют такую же трёхцентровую с одной парой связывающих и парой несвязывающих электронов. Фосфор там образует донорно-акцепторную связь сразу с двумя фторами.

Можно было бы ожидать, что и у азота так получится (NF5), но не судьба. Видимо из-за электроотрицательности, всё-таки у фосфора и водорода ЭО одинаковые и маленькие, поэтому там связи с фтором несут налёт ионности, а у азота так не получится.

[burbulis]

А вообще может стоит отказаться от понятия валентность, ну или хотя бы перестать рисовать связи "черточками", как в школе учили?

[yatcheh]

В 05.11.2024 в 10:13, burbulis сказал:

А вообще может стоит отказаться от понятия валентность

 

Никак нельзя! Это магическая завеса, отделяющая неофитов от адептов и посвящённых в высшие тайны. Адептам доступна концепция координации, посвящённые оперируют Уравнением Шредингера.

[Shizuma Eiku]

В 05.11.2024 в 10:13, burbulis сказал:

А вообще может стоит отказаться от понятия валентность, ну или хотя бы перестать рисовать связи "черточками", как в школе учили?

Невозможно. Во-первых, что вместо черточек рисовать? Если орбитали, то это чрезвычайно громоздко и на обучение этому придется тратить массу усилий. Во-вторых, само знание электронного строения молекулы не дает никаких преимуществ по сравнению с классической валентностью на практике. Оно может давать и худшие результаты, чем учение о валентностях. Возьмем для примера пятивалентный азот - с точки зрения валентности нет никакой принципиальной разницы между пятивалентным азотом, пятивалентным фосфором, пятивалентным мышьяком, пятивалентным ванадием и т.д. В рамках 5-й группы их химические свойства изменяются абсолютно закономерно, также, как например, изменяется химия углерода→кремния→германия и т.д. Если же рассматривать пятивалентный азот с точки зрения строения молекулы с ним, то наличие у него четырех ковалентных и пятой ионной связи предполагает, что химия пятивалентного азота должна быть некой абсолютно иной, чем химия других пятивалентных элементов в группе, что совершенно не так. Это не вспоминая даже что совсем темные в химии люди, но кое-как выучившие электронное строение, до сих пор иногда делают абсурдные заявления что дескать пятивалентного азота нет, раз он может образовывать лишь 4 ковалентные связи. Другой пример - бензол и соединения с бензольным кольцом. Гиперкорректное изображение формулы бензола выглядит как круг с обозначенной пунктиром делокализованной связью внутри. С одной стороны, такая формула верна, но с другой, бензол все равно проявляет свойства гексациклотриена, например, присоединяя в жестких условиях хлороводород с образованием гексахлорциклогексана. В случаях-же когда ароматичность бензольного кольца нарушается, свойства кольца все более соответствуют свойствам кольца циклогексатриена т.е. классическое написание формулы Кекуле скорее соответствует практике, чем гиперкорректное с делокализованной связью, по крайней мере, для производных бензола так точно.

[burbulis]

В 06.11.2024 в 19:50, Shizuma Eiku сказал:

Если же рассматривать пятивалентный азот с точки зрения строения молекулы с ним, то наличие у него четырех ковалентных и пятой ионной связи

Пардон, но я снова в непонятках. Внешний электронный уровень азота состоит из s орбитали на которой 2 спаренных электрона, и p орбитали, на которой 3 неспаренных электрона. Эти 3 электрона могут образовать 3 ковалентные связи, а спаренные электроны s-орбитали могут образовать одну ионную связь с более электроотрицательным элементом, например с кислородом. Итого получается 4 связи. Откуда же тогда пятая?

Если я правильно помню, то у фосфора электроны s-орбитали могут распариваться на свободную внешнюю d-орбиталь, поэтому он может быть 5-валентным. У азота d-орбитали нет, и распаривать электроны 2s2 ему некуда, соответственно он отдает эту пару заедино, становясь при этом как-бы положительным ионом.

Или я окончательно запутался...