Délka vazby

Technology

12 hours ago

Author

Délka vazby nebo vazebná délka je pojem z molekulové geometrie označující průměrnou vzdálenost mezi jádry dvou vázaných atomů v molekule.

Délka vazby souvisí s jejím řádem: čím více elektronů se na vazbě podílí, tím je vazba kratší. Za jinak stejných podmínek jsou také vazby s vyššími vazebnými energiemi kratší než ty, jejichž energie jsou nižší. +more Délka vazby mezi dvěma atomy téhož prvku je rovna dvojnásobku kovalentního poloměru.

Délky vazeb se měří v pevné fázi rentgenovou krystalografií, případně se dá přibližně určit v plynné fázi mikrovlnnou spektroskopií. Délky vazeb mezi stejnými atomy mohou být v různých molekulách značně odlišné, například vazby uhlík-vodík v methanu se tak liší od stejných vazeb v chlormethanu; lze však provést zobecnění tam, kde jsou základní struktury stejné.

Délky vazeb uhlíku s ostatními prvky

Níže je uvedena tabulka experimentálně zjištěných délek jednoduchých vazeb mezi atomy uhlíku a jiných prvků; délky vazeb jsou uvedeny v pikometrech. Vazebná délka mezi dvěma různými atomy je přibližně rovna součtu jednotlivých kovalentních poloměrů. +more Obecně platí, že vazebné délky klesají v řadách periodické tabulky zleva doprava a rostou ve skupinách shora dolů; tento trend je stejný jako u atomových poloměrů.

Navázaný prvek	Délka vazby (pm)	Skupina
H	106-112	1
Be	193	2
Mg	207	2
B	156	13
Al	224	13
In	216	13
C	120-154	+more_skupina'>14
Si	186	14
Sn	214	14
Pb	229	14
N	147-210	15
P	187	15
As	198	15
Sb	220	15
Bi	230	15
O	143-215	16
S	181-255	16
Cr	192	6
Se	198-271	16
Te	205	16
Mo	208	6
W	206	6
F	134	17
Cl	176	17
Br	193	17
I	213	17

Délky vazeb v organických sloučeninách

Délka vazby mezi dvěma atomy v molekule závisí nejen na druhu spojených atomů, ale též na hybridizaci orbitalů a elektronových a sterických vlastnostech substituentů. Vazba uhlík-uhlík (C-C) u diamantu má délku je154 pm, což se často považuje za průměrnou délku takovéto vazby, ale také jde o největší délku kovalentní vazby mezi dvěma běžnými uhlíky.

Existují i neobvykle dlouhé vazby, například u tricyklobutabenzenu byla popsána vazba o délce 160 pm. Nejdelší známá vazba mezi uhlíky se vyskytuje u jiného cyklobutabenzenu a má hodnotu 174 pm; tato délka byla určena rentgenovou krystalografií.

U této sloučeniny cyklobutanový kruh vytváří vazebné úhly 90° na atomech uhlíku spojených s benzenovým jádrem, na kterém mají tyto úhly obvykle hodnotu 120°.

Cyklobutabenzen s vazbou o délce 174 pm

Existence velmi dlouhých (až 290 pm) vazeb C-C se přičítá dimeru tetrakyanoethylenového radikál-aniontu, i když se zde jedná o dvouelektronovou čtyřcentrovou vazbu.

Tento druh vazby byl také pozorován u neutrálních dimerů fenalenylu. Vazebné délky zde činí až 305 pm.

Jsou známy i vazby C-C kratší než „průměrné“: alkeny mají mezi uhlíky vazby dlouhé 133 pm a u alkynů jde o 120 pm; příčinou zkracování je narůstající s-charakter vazby sigma. U benzenu mají všechny vazby stejnou délku 139 pm. +more Rostoucí s-charakter vazeb uhlík-uhlík je rovněž patrný u prostřední vazby butadiynu (137 pm) a dimeru jednoho tetraedranu (144 pm).

Kyanoskupina propionitrilu odtahuje elektrony, což také způsobuje menší délku vazby (144 pm). Zkrácení vazby C-C může být také způsobeno sterickým napětím. +more Je známa sloučenina nazvaná in-methylcyklofan, u níž je délka vazby v methylové skupině jen 147 pm, protože se tato skupina nachází mezi triptycenovým a fenylovým substituentem. Při výpočetním experimentu byla pro neopentan uzavřený ve fullerenu odhadnuta délka vazby 136 pm. Nejkratší teoreticky předpovězené jednoduché vazby C-C měly délku 131 pm, a to u hypotetického derivátu tetraedranu.

Ve stejné studii bylo rovněž odhadnuto, že zkrácení vazby C-C v molekule ethanu o 5 pm vyžaduje 2,8 až 3,5 kJ/mol. Ke zkrácení o 15 pm je třeba 21,9 až 37,7 kJ/mol.