Bağ uzunluğu - Bond length
Olarak molekül geometrisi , bağ uzunluğu ya da bağ uzunluğu , iki çekirdekleri arasındaki ortalama mesafe olarak tanımlanır bağlanmış atomu a bir molekül . Bu bir transfer özelliği , molekülün kalan nispeten bağımsız sabit tipleri, atom arasındaki bir bağ.
Açıklama
Bağ uzunluğu ile ilgilidir bağ için daha fazla zaman elektronlar bağ kısa bağı oluşumu katılabilir. Bağ uzunluğu ayrıca bağ gücü ve bağ ayrışma enerjisi ile ters orantılıdır : diğer tüm faktörler eşit olduğunda, daha güçlü bir bağ daha kısa olacaktır. İki özdeş atom arasındaki bir bağda, bağ mesafesinin yarısı kovalent yarıçapa eşittir .
Bağ uzunlukları, katı fazda X-ışını kırınımı yoluyla ölçülür veya gaz fazında mikrodalga spektroskopisi ile yaklaşık olarak ölçülür . Belirli bir atom çifti arasındaki bağ, farklı moleküller arasında değişebilir. Örneğin, metan içindeki karbon-hidrojen bağları metil klorürdekilerden farklıdır . Ancak genel yapı aynı olduğunda genellemeler yapmak mümkündür.
Karbonun diğer elementlerle bağ uzunlukları
Karbonun diğer elementlere deneysel tekli bağlarını içeren bir tablo aşağıda verilmiştir. Bağ uzunlukları pikometrelerde verilmiştir . Yaklaşık olarak, iki farklı atom arasındaki bağ mesafesi, bireysel kovalent yarıçapların toplamıdır (bunlar, her bir element için kimyasal element ürünlerinde verilmiştir ). Genel bir eğilim olarak, tahvil mesafeleri azaltmak karşısında üst üste içinde periyodik tablodaki ve artırmak aşağı grubu . Bu eğilim atom yarıçapınınkiyle aynıdır .
| Gümrüklü eleman | Bağ uzunluğu ( pm ) | Grup |
|---|---|---|
| H | 106–112 | grup 1 |
| olmak | 193 | 2. grup |
| Mg | 207 | 2. grup |
| B | 156 | grup 13 |
| Al | 224 | grup 13 |
| İçinde | 216 | grup 13 |
| C | 120–154 | grup 14 |
| Si | 186 | grup 14 |
| Sn | 214 | grup 14 |
| Pb | 229 | grup 14 |
| n | 147–210 | grup 15 |
| P | 187 | grup 15 |
| Olarak | 198 | grup 15 |
| Sb | 220 | grup 15 |
| Bi | 230 | grup 15 |
| Ö | 143–215 | grup 16 |
| S | 181–255 | grup 16 |
| cr | 192 | grup 6 |
| Gör | 198-271 | grup 16 |
| Te | 205 | grup 16 |
| ay | 208 | grup 6 |
| W | 206 | grup 6 |
| F | 134 | grup 17 |
| Cl | 176 | grup 17 |
| Br | 193 | grup 17 |
| ben | 213 | grup 17 |
Organik bileşiklerde bağ uzunlukları
Bir moleküldeki iki atom arasındaki bağ uzunluğu sadece atomlara değil, aynı zamanda orbital hibridizasyon ve sübstitüentlerin elektronik ve sterik doğası gibi faktörlere de bağlıdır . Elmastaki karbon-karbon (C-C) bağ uzunluğu 154 pm'dir. Genellikle bir karbon-karbon tekli bağı için ortalama uzunluk olarak kabul edilir, ancak aynı zamanda sıradan karbon kovalent bağları için var olan en büyük bağ uzunluğudur. Bir atomik uzunluk birimi (yani bir Bohr yarıçapı) 52.9177 pm olduğundan, C–C bağ uzunluğu 2.91 atomik birim veya yaklaşık üç Bohr yarıçapı uzunluğundadır.
Alışılmadık derecede uzun bağ uzunlukları mevcuttur. 186.2 um uzunluğunda uzun CC bağ için mevcut kayıt tutucu 1,8-Bis (5-hydroxydibenzo [a, d] cycloheptatrien-5-il) naftalen, bir kategori içinde birçok moleküllerin biri hexaaryl etanlar olan, hekzafeniletan iskeletine dayalı türevler . Bağ, aşağıdaki resimde gösterildiği gibi C1 ve C2 karbonları arasında bulunur.
Olağanüstü bir CC bağ uzunluğuna sahip bir başka dikkate değer bileşik , 160 pm'lik bir bağ uzunluğunun bildirildiği trisiklobutabenzendir . X-ışını kristalografisine göre siklobutabenzen kategorisindeki en uzun CC bağı 174 pm'dir . Bu tip bileşikte, siklobütan halkası, normalde 120° açıya sahip oldukları benzen halkasına bağlı karbon atomları üzerinde 90° açılar yapmaya zorlayacaktır.
290 um kadar çok uzun bir C-C bağı uzunluğu varlığı talep edilmiştir dimer iki tetracyanoethylene Bu kaygıları her ne kadar bir 2-elektron-4-merkezi bir bağ, dianions. Bu tip bağlanma, nötr fenalenil dimerlerinde de gözlenmiştir . Bu sözde "gözleme bağları"nın bağ uzunlukları 305 pm'ye kadardır.
Ortalamadan daha kısa C-C bağ mesafeleri de mümkündür: alkenler ve alkinler , sigma bağının artan s-karakterinden dolayı sırasıyla 133 ve 120 pm bağ uzunluklarına sahiptir . Olarak benzen 139 pm: Bütün bağlar aynı uzunluğa sahiptir. Karbon-karbon tekli bağlarının artan s-karakteri, diasetilenin (137 pm) ve belirli bir tetrahedran dimerinin (144 pm) merkezi bağında da dikkate değerdir .
Gelen propionitril siyano grubu, bir düşük bağ uzunluğunda (144 pm) sonuçlanan elektron geri çeker. Bir C–C bağının sıkıştırılması, gerinim uygulanmasıyla da mümkündür . Bir triptisen ve bir fenil grubu arasında sıkışan metil grubu için 147 pm'lik çok kısa bir bağ mesafesine sahip In-metilsiklofan adı verilen alışılmadık bir organik bileşik mevcuttur . Bir in silico deneyinde fulleren içinde kilitli neopentan için 136 pm'lik bir bağ mesafesi tahmin edilmiştir . Bu çalışmada elde edilen en küçük teorik C–C tekli bağı, varsayımsal bir tetrahedran türevi için 131 pm'dir.
Aynı çalışma, bir etan molekülündeki C-C bağının 5 pm kadar gerilmesi veya sıkılmasının sırasıyla 2,8 veya 3,5 kJ / mol gerektirdiğini de tahmin etmiştir . Aynı bağı 15 pm'ye kadar germek veya sıkıştırmak için tahmini 21.9 veya 37.7 kJ/mol gerekiyordu.
| C–H | Uzunluk ( pm ) | C–C | Uzunluk (pm) | çoklu bağlar | Uzunluk (pm) |
|---|---|---|---|---|---|
| sp 3 H | 110 | sp 3 –sp 3 | 154 | Benzen | 140 |
| sp 2 H | 109 | sp 3 –sp 2 | 150 | alken | 134 |
| sp-H | 108 | sp 2 –sp 2 | 147 | alkin | 120 |
| sp 3 -sp | 146 | allen | 130 | ||
| sp 2 -sp | 143 | ||||
| sp-sp | 137 |