Enlace de tres centros y cuatro electrones
El enlace de tres centros y cuatro electrones (abreviado como enlace 3c-4e ) es un modelo utilizado para describir enlaces en moléculas hipervalentes como el tetrafluoruro de azufre SF 4, pentafluoruro de fósforo PF 5, hexafluoruro de azufre SF 6, fluoruros de xenón XeF ny el ion bifluoruro HF 2 -. También se conoce como el modelo de tres centros de Pimentel-Rundle como resultado del trabajo publicado por George C. Pimentel en 1951 a partir de las ideas desarrolladas anteriormente por Robert E. Rundle sobre enlaces de déficit de electrones .
El modelo considera el enlace de tres átomos colineales. En difluoruro de xenón XeF 2, el grupo F-Xe-F se describe mediante un conjunto de tres orbitales moleculares derivados de los orbitales atómicos p colineales de los tres átomos. En este modelo, los enlaces Xe-F resultan de la combinación:
- de un p atómico orbital ocupado por el centro de xenón átomo
- dos orbitales atómicos p semi-ocupados en cada uno de los dos átomos de flúor laterales
de donde :
- un orbital molecular vinculante Ψ 1 ocupado,
- un orbital molecular no vinculante Ψ 2 ocupado,
- un antienlazamiento de orbitales moleculares Ψ 3 vacante.
Los dos orbitales moleculares de menor energía están ocupados dos veces. El orbital molecular ocupado más alto se encuentra en los dos átomos laterales, que son fuertemente electronegativos en moléculas hipervalentes. Según este modelo, las moléculas de SF 4y PF 5se describen con un enlace con tres centros y cuatro electrones así como, respectivamente, dos y tres enlaces convencionales; en la molécula de SF 6así como en los de los fluoruros de xenón , se describe que todos los enlaces tienen tres centros y cuatro electrones.
Enlaces en la molécula XeF 2también se puede representar cualitativamente con fórmulas de Lewis en resonancia:
F-Xe + - F F - + Xe-F
Esta representación respeta la regla de los bytes , con enlaces de orden 1/2 y con un aumento de la densidad de electrones alrededor de los dos átomos de flúor laterales: esto es consistente con los diagramas de orbitales moleculares presentados anteriormente.
Notas y referencias
- Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. (1997), Chemistry of the Elements (2ª ed.) , Oxford: Butterworth-Heinemann, ( ISBN 0-7506-3365-4 ) p. 897.
- Weinhold, F.; Landis, C. Valencia y vinculación , Cambridge, 2005 ; páginas. 275-306.
- Pimentel, GC “La unión de iones trihaluro y bifluoruro por el método orbital molecular. » J. Chem. Phys. 1951 , 19 , 446-448. DOI : 10.1063 / 1.1748245
- Rundle, Compuestos deficientes en electrones RE. II. Energías relativas de "Half-Bonds". J. Chem. Phys 1949 , 17 , 671-675. DOI : 10.1063 / 1.1747367