Was ist die Hybridisierung und Symmetrie von # ["Cu" _2 "Cl" _8] ^ (4 -) #?

Ich habe seine Symmetrie als #C_(2h)#. Lesen Sie weiter in der Antwort für die Hybridisierungserklärung.

HAFTUNGSAUSSCHLUSS: Art lange Antwort.

Ich denke, Sie fragen nach #["Cu"_2"Cl"_8]^(4-)#. ich fand ein Papier darüber. Es ist eigentlich ziemlich kurz, also solltest du es dir ansehen.

Eine ähnliche Verbindung ist #(mu_2-"CO")_2"Co"_2("CO")_6#Dikobaltoctacarbonyl:

(#mu_2# bedeutet, dass es gleichzeitig zwei Atome verbrückt.)

Ebenso Dicopper-Octachlorid-Anion, #["Cu"_2"Cl"_8]^(4-)# sieht aus wie das:

ORBITALE "HYBRIDISIERUNG"

Es ist nicht leicht zu sagen, was seine Hybridisierung ist.

Das Papier gibt an, es ist ein verzerrte trigonale bipyramidale Molekülgeometrie um das Kupfer mit "einem axialen und einem äquatorialen Chlor" -Atomen, die die beiden nicht gebundenen Kupferatome überbrücken. Man könnte es so sagen #sp^3d#, aber ich bezweifle, dass es ausreicht, dies zu beschreiben.

Angenommen, das #"Cu"-"Cu"# Entfernung ist die #x#-Achse, und die Ebene des Papiers / Bildschirms ist die #xy#-Flugzeug, wir haben das #z# Achse kommt auf uns zu und:

Die verbrückende Chloratome Man kann sagen, jeder nutzt ihre #3p_x# Atomorbital mit jedem Kupfer zu binden #3d_(xy)# Orbitale.
Wahrscheinlich kann jedes Chlor sein verwenden #3p_z# Umlaufbahn für einige schwache #pi#mit den Kupfern #3d_(yz)# Orbitale (zweizeilige Gleichzeichenüberlappung der #d# die oberen beiden Lappen des Orbitals).

Unten habe ich das dargestellt #3p_x-3d_(xy)# Interaktion für die Bindung molekularer Orbitalüberlappung:

Wie die Konfiguration jedes Kupfers und seiner jeweiligen drei terminalen Chloratome ähnelt #"NH"_3#, die isoliert #"CuCl"_3# Teile können als "trigonale Pyramidenform" bezeichnet werden (aber nennen Sie nicht einfach das ganze Molekül so!).

PUNKTGRUPPENSYMMETRIE

Wie für die Symmetrie (Ich gehe davon aus, dass dies Punktgruppensymmetrie bedeutet), können wir damit beginnen, das Molekül aus einem anderen Blickwinkel zu betrachten.

HAUPTACHSE

Ermitteln Sie zunächst die Hauptachse. Per Konvention ist das auch die Z-Achse.

Wenn Sie nach unten schauen #"Cu"-"Cu"# Sichtlinie sollten Sie die drei Chlor sehen #120^@# auseinander, genau wie du für die Wasserstoffe in #"NH"_3# beim durchschauen der #"N"# von unten.

Leider brechen die überbrückenden Chloratome diese Symmetrie.

Die Alternative ist die Achse durch die Ebene des Bildschirms, die das Molekül dreht, die gesamte verbleibende Zeit auf der Ebene des Bildschirms - das ist a #C_2# Achse, weil es eine benötigt #360^@/2 = 180^@# Rotation, wo #n = 2#.

SPIEGEL- / REFLEXIONSEBENE

Als nächstes sollten Sie überlegen, ob das Molekül eine Spiegelebene hat (mindestens eine koplanare und möglicherweise eine senkrecht zur Hauptachse)..

In der Tat tut es.

Die #(mu_2-"Cl")_2"Cu"_2# Ebene (die Ebene der dargestellten Bahnüberlappung) ist a horizontale Reflexionsebene, #sigma_h#, denn es ist aufrecht mit dem #z#-Achse, und es ist beschriftet #sigma_h# um das anzuzeigen
Da dieses Molekül in seiner stabilsten Form versetzt ist, ist es nicht eine vertikale Spiegelebene haben, #sigma_v#, die Überbrückung kreuzend #"Cl"# Atome und Halbierung der linken / rechten Hälfte des Moleküls.

Punkt der Umkehrung

Eine andere Sache zu berücksichtigen ist, dass es eine hat Inversionszentrum, #i#. Das heißt, wenn Sie die Positionen aller Atome mit dem ihnen gegenüberliegenden Atom vertauschen, erhalten Sie dasselbe Molekül zurück.

Sie reflektieren also durch die #yz#-Flugzeug, und dann die #xz#-Flugzeug und dann die #xy#-Ebene. Wenn dasselbe Molekül zurückgegeben wird, haben Sie Ihr Inversionszentrum.

ALLES ZUSAMMENSTELLEN

Aus diesen Gründen:

Die Hauptachse ist a #C_(color(red)(2))# Achse.
Da ist ein #sigma_color(red)(h)# horizontale Reflexionsebene senkrecht zur Hauptdrehachse.
Es gibt NEIN #C_2# Achse senkrecht zur Hauptachse, daher KEINE Diederachse (#D#) Gruppe.
Es gibt ein Inversionszentrum.

Aus diesem Grund sollte dies als klassifiziert werden #bb(C_(2h))#.