Wat is Bond Order?

Een bindingsvolgorde is de maat voor het aantal bindingselektronenparen in een molecuul. Het wordt gebruikt als een relativistische index voor het beoordelen van de sterkte van moleculaire bindingen. Hoewel de berekeningsmethoden variëren, is de obligatieorde bijna altijd een getal tussen 1 en 3, waarbij 3 de sterkste is. Obligatieorders hebben verschillende praktische toepassingen op het gebied van chemie. Fabrikanten van nieuwe chemicaliën kunnen gebruik maken van bindingsvolgordeberekeningen om de relatieve stabiliteit van de moleculen die ze maken te beoordelen. Het meest opvallend is misschien dat bindingsorders zijn gebruikt bij het maken van superlegeringen, zoals nikkel op basis van één kristal.

Obligatieorders zijn altijd een belangrijk onderdeel van de chemie geweest; het meest moderne begrip van de obligatieorde werd echter mogelijk gemaakt door de Molecular Orbital Theory . Deze theorie, geïntroduceerd door wetenschappers Frederich Hund, Robert Mulliken, John C. Slater en John Leonard-Jones, was de eerste die eenvoudige en elegante berekeningen voor het bepalen van obligatieorders nauwkeurig beschrijft. De berekeningen zijn afgeleid van de essentiële tenants van de moleculaire bindingstheorie die heeft vastgesteld dat bindingsorbitalen de bindingen versterken, terwijl anti-bindingsorbitalen de bindingen in gelijke verhoudingen verzwakken. De theorie beschreef ook hoe orbitalen die zich het dichtst bij de kernen bevinden, niet in staat zijn om de bindingssterkte te beïnvloeden, wat heeft bijgedragen aan een groter perspectief in de kwantummechanica dat eerdere theorieën niet konden bereiken.

Het berekenen van obligatieorders met behulp van Molecular Orbital Theory is vrij eenvoudig. De bindingsvolgorde is gelijk aan het aantal bindingselektronen minus het aantal anti-bindingselektronen, en die som wordt gedeeld door twee. Om het aantal bindings- en anti-bindingselektronen te vinden, kan men een elektronenconfiguratie gebruiken, rekening houdend met sigma- en pi-bindingen.

Het interpreteren van het indexnummer is ook eenvoudig. Een obligatieorder van nul geeft aan dat de binding onstabiel is. Een obligatieorde van één geeft een stabiele binding aan, en een obligatieorde van 2 geeft aan dat een binding niet gemakkelijk wordt verbroken. Obligaties met een bestelling van 3 worden als zeer sterk beschouwd. Zeer stabiele obligatieorders zijn meestal zeer lange, covalente obligaties. Zo is diamant - een van de sterkste natuurlijke stoffen op aarde - volledig gemaakt van koolstof en heeft het een zeer lange verbindingslengte van 154 picometer, of 154 triljoensten van een meter. Omdat diamant puur van koolstof is gemaakt en bindingen tussen meerdere koolstofatomen bijna altijd dubbele bindingen zijn - bindingsvolgorde 2 - is het van nature erg sterk.