|
 |
|
Pozdrav, imam dva pitanja. Zašto je singletni kisik nestabilniji od tripletnog, odnosno zašto je stanje u kojem su spinovi elektrona u protuveznoj orbitali spareni nestabilnije od stanja u kojem su ti elektroni nespareni? Osim toga, pronašao sam da piše da je tripletni kisik primjer diradikala, jer ima dva nesparena elektrona. Zašto se ti elektroni ne mogu spariti, tj. preći s jednog kisika na drugi pa da molekula uopće nema nesparenih elektrona? Isto pitanje i za tripletne karbene za koje isto piše da su diradikali, pa ako imaju dva nesparena elektrona i to na istom ugljiku, zašto se ti elektroni ne mogu spariti i tako stvoriti stabilnu vrstu koja ne bi bila diradikal? Drugo pitanje, buni me pojam radikal iona. Zašto radikal kationi uopće postoje, ako je nekoj molekuli oduzet elektron, ne bi li to trebao biti onaj nespareni, pa da nastane običan kation? Hvala puno
|
|
Ime i prezime:
Ivo Davidi
ivydavy22@gmail.com
|
 |
 |
Objašnjavati razloge zašto se na kvantnoj razini nešto ponaša ovako ili onako općenito je nezahvalan posao jer je taj svijet ukratko posve drugačiji od naše svakodnevice, tako da će svaka metafora koju koristimo u svojoj srži biti pogrešna. U slučaju tripletâ i singletâ metafora koja će najbolje poslužiti odnosi se na prostor koji elektroni zauzimaju. Prvo se treba prisjetiti da se elektroni, budući negativno nabijeni, međusobno odbijaju. To znači da će dva elektrona, bez drugih upliva, nastojati da budu što dalje jedan od drugog. Nađu li se dva elektrona oko nekakve atomske jezgre, to će odbijanje biti uglavnom kompenzirano privlačnom silom jezgre, ali neka doza međusobne antipatije svakako će ostati. Kako spareni elektroni zauzimaju iste prostorne orbitale, a nespareni ne, očito će nespareni elektroni biti stabilnija opcija i to ukratko objašnjava veću stabilnost tripletnih diradikala u odnosu na singletne. Međutim, onda se nameće pitanje zašto u kovalentnim vezama i mnogim anionima nemamo gomile nesparenih elektrona, nego vezne i nevezne elektronske parove. Razlog tomu može se dokučiti ako se zapitamo kakve bi dodatne orbitale zauzimali dodatni nespareni elektroni. Naime, dok glavni kvantni broj ostaje isti, energijske su razlike razmjerno male i to je točno ono što imamo npr. kod karbenâ ili nitrenâ. Kod njih ima mjesta u s- i p-orbitalama pa se elektronski par lako može raspariti. Međutim, kod atomâ u kojima su sve orbitale s istim glavnim kvantnim brojem popunjene, npr. kod neonovog atoma ili oksidnog aniona, rasparivanje bi iziskivalo da jedan od rasparenih elektrona ode u viši glavni kvantni nivo, a to je energijski zahtjevno, tako da će elektroni, uz nešto netrpeljivog negativnog mrmora, ostati spareni. Za slučaj da nije očito, razlog zašto viši kvantni nivo predstavlja višu energiju opet se može predočiti prostornom metaforom: elektroni na višim razinama prosječno se nalaze dalje od atomske jezgre.
Ako neka čestica ima paran broj elektronâ i onda joj netko jedan elektron otme, ta će čestica nužno postati kationom, a jedan će elektron nužno biti nesparen jer oduzimanjem jedan od parnog broja dobije se neparan broj. U tom svjetlu, postojanje radikal-kationâ, kao i postojanje radikal-anionâ, neizbježna je mogućnost. Najjednostavniji primjeri inače nisu molekule, nego jednoatomni kationi poput željezovog(III) kationa. Otpuštanjem triju elektrona preostaje ih 23, tako da barem jedan mora biti nesparen, što znači da je željezov(III) kation radikal-kation, i to sasvim dovoljno stabilan da je uobičajena vrsta u kemiji. A kad kažem da nesparen mora biti barem jedan elektron, ciljam na to da u tom kationu ima pet valentnih elektrona, koji se mogu rasporediti u pet d-orbitala tako da svih pet bude nespareno, što znači da željezov(III) kation može biti sekstetni radikal. Sve ovisi o ligandima koji se vežu na kation.
Pozdrav, |
|
|
Odgovorio:
Ivica Cvrtila
icvrtila@chem.pmf.hr
<-- Povratak
|
|
|
Postavite
pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika. |
  |
|
