Trójśrodkowe wiązanie dwuelektronowe - Three-center two-electron bond
Trzy centrum wiązania dwóch elektronów (3C-2e) jest niedoborem elektronów wiązanie chemiczne , gdzie trzy atomy podzielić dwa elektrony . Połączenie trzech orbitali atomowych tworzą trzy orbitali cząsteczkowych : jedna wiązania, jeden dla -bonding i jeden anty -bonding. Dwa elektrony trafiają do orbitalu wiążącego, powodując efekt wiązania netto i tworząc wiązanie chemiczne między wszystkimi trzema atomami. W wielu typowych wiązaniach tego typu orbital wiążący jest przesunięty w kierunku dwóch z trzech atomów, zamiast być równo rozłożony na wszystkie trzy. Przykładem wiązania 3c – 2e jest kation trihydrogenowy i diboran H.
3 + i B.
2 H.
6 . W niektórych strukturach te trzy atomy tworzą geometrię kątową, co prowadzi do zgiętego wiązania .
Borany i węgloborory
Rozszerzona wersja modelu wiązania 3c – 2e jest silnie obecna w związkach klastrowych opisanych przez teorię wielościennej szkieletowej pary elektronów, takich jak borany i węglowodory . Cząsteczki te wywodzą swoją stabilność z całkowicie wypełnionego zestawu wiążących orbitali molekularnych, zgodnie z regułami Wade'a .
Monomer BH 3 jest niestabilny, ponieważ atom boru ma pusty p-orbital. B-H-B wiązanie 3 środkowego 2 elektronów jest tworzony przy atomie boru dzieli elektrony z wiązania B-H, w innym atomem boru. Dwa elektrony (odpowiadające jednemu wiązaniu) na orbitalu molekularnym wiążącym B-H-B są rozmieszczone w trzech przestrzeniach międzyjądrowych.
W diboranie (B 2 H 6 ) występują dwa takie wiązania 3c-2e: dwa atomy H łączą dwa atomy B, pozostawiając dwa dodatkowe atomy H w zwykłych wiązaniach B-H na każdym B. W rezultacie cząsteczka osiąga stabilność ponieważ każdy B uczestniczy w sumie w czterech wiązaniach, a wszystkie wiążące orbitale molekularne są wypełnione, chociaż dwa z czterech wiązań są wiązaniami 3-środkowymi B-H-B. Podana kolejność wiązań dla każdego oddziaływania B − H w mostku wynosi 0,5, tak więc mostkowe wiązania B − H − B są słabsze i dłuższe niż końcowe wiązania B − H, jak pokazano na długości wiązań na schemacie strukturalnym.
Kompleksy metali przejściowych
2(HSiPh3).png)
Trójśrodkowe wiązanie dwuelektronowe jest wszechobecne w chemii metali przejściowych. Słynna rodzina związków charakteryzujących się takimi interakcjami, jak zwane kompleksami agostycznymi .
Inne związki
Ten wzór wiązania jest również widoczny w trimetyloglinu , który tworzy dimer Al 2 (CH 3 ) 6 z atomami węgla dwóch grup metylowych w pozycjach mostkowych. Ten typ wiązania występuje również w związkach węgla , gdzie czasami określa się go jako hiperkoniugację ; inna nazwa dla asymetrycznych trójśrodkowych wiązań dwuelektronowych.
Beryl
Pierwszy stabilny subwartościowy kompleks Be, jaki kiedykolwiek zaobserwowano, zawiera trójśrodkowe dwuelektronowe wiązanie π, które składa się z interakcji donor-akceptor na rdzeniu C-Be-C adduktu Be (0) -karbenu.
Carbocations
Reakcje przegrupowania karbokationów zachodzą poprzez trójśrodkowe stany przejściowe wiązań. Ponieważ trzy środkowe struktury wiązań mają mniej więcej taką samą energię jak karbokationy, generalnie nie ma praktycznie energii aktywacji dla tych przegrupowań, więc zachodzą one z niezwykle wysokimi szybkościami.
Jony karbonowe, takie jak etan C.
2 H. +
7 mają trójśrodkowe wiązania dwuelektronowe. Być może najbardziej znaną i zbadaną strukturą tego rodzaju jest kation 2-norbornylowy .