A molekuláris geometriában a kötéshossz vagy kötéstávolság egy molekula két, egymással kötésben levő atomjának magjai közötti átlagos távolság. Értéke azonos fajta atomok között viszonylag állandó, a molekula többi részétől kevéssé függ.
Magyarázat A kötéshossz kapcsolatban van a kötésrenddel: ha több elektron vesz részt a kötés kialakításában, rövidebb a kötés. A kötés hossza fordítottan arányos a kötés erősségével és a kötés disszociációs energiájával: ha minden más tényező változatlan, az erősebb kötés egyben rövidebb is. Két azonos atom közötti kötés esetében a kötéstávolság fele egyenlő a kovalens sugárral.
A szén- és más atomok közötti kötéshosszak A kötéshosszt szilárd fázisban röntgendiffrakcióval mérik, vagy közelítőleg gázfázisban mikrohullámú spektroszkópia segítségével határozzák meg. Egy adott atompár közötti kötés hossza a különböző molekulák között változhat. A szén és hidrogén közötti kötés hossza például különbözik a metán és a metil-klorid esetében, de azonos általános szerkezetű molekulák esetében van lehetőség általánosításra.
Az alábbi táblázatban a szén és más elemek közötti egyszeres kötések kísérletileg mért hosszai szerepelnek, pikométerben megadva. A két különböző atom közötti kötéstávolság közelítőleg megegyezik a kovalens sugarak összegével. Általános tendencia, hogy a kötéstávolság a periódusos rendszer egy periódusán belül jobbra haladva csökken, egy csoporton belül lefelé haladva pedig nő. Ez a tendencia megegyezik az atomsugarakra érvényes trenddel. +Szén és más elem közötti kötéshossz atom vegyjele kötéshossz (pm) csoportH106–1121. csoportBe1932. csoportMg2072. csoportB15613. csoportAl22413. csoportIn21613. csoportC120–15414. csoportSi18614. csoportSn21414. csoportPb22914. csoportN147–21015. csoportP18715. csoportAs19815. csoportSb22015. csoportBi23015. csoportO143–21516. csoportS181–25516. csoportCr1926. csoportSe198–27116. csoportTe20516. csoportMo2086. csoportW2066. csoportF13417. csoportCl17617. csoportBr19317. csoportI21317. csoport
Kötéshossz a szerves vegyületekben Egy molekulában a két atom közötti kötéshossz nemcsak az atomok fajtájától függ, hanem azok hibridizációs állapotától és a szubsztituensek elektron- és sztérikus szerkezetétől is. A szén–szén (C−C) kötéshossz a gyémántban 154 pm, egyben ez a leghosszabb normál szén kovalens kötéshossz.
Léteznek ugyanakkor szokatlanul hosszú kötések is. Az egyik ilyen vegyület a triciklobutabenzol, melyben 160 pm-es kötéshosszról számoltak be. A jelenleg ismert csúcstartó egy másik ciklobutabenzol, melyben röntgenkrisztallográfiás mérések szerint a kötéshossz 174 pm. Az ilyen típusú vegyületben a ciklobutángyűrű miatt az ahhoz kapcsolódó benzolgyűrű szénatomjai is 90°-os kötésszögbe kényszerülnek a szokásos 120° helyett. középre|200x200px|A ciklobutabenzol piros színnel jelölt kötésének hossza 174 pm Nagyon hosszú, akár 290 pm-es C−C kötéshosszak létezését vetették fel a két tetracianoetilén dianionból álló dimerben, bár ez 2-elektronos-4-centrumos kötés. Ezt a fajta kötést figyelték meg a semleges fenalenil dimerek esetén is. Ez az úgynevezett „pancake bond” (palacsinta kötés), kötéshossza akár 305 pm is lehet.
Az átlagosnál rövidebb C−C kötéstávolságok is léteznek: az alkének és alkinek kötéshossza 133, illetve 120 pm, ennek oka a szigma-kötés megnövekedett s-karaktere. A benzolban minden kötés azonos hosszúságú: 139 pm. A szén–szén egyszeres kötésének s-karakterének növekedése figyelhető meg a diacetilén középső kötése (137 pm), valamint egy adott tetrahedrán dimer esetében is (144 pm).
A propionitril cianocsoportja maga felé szívja az elektronokat, ami szintén csökkenti a kötéshosszt (144 pm). A C−C kötés molekulafeszültség hatására történő összenyomódása is előfordul. Az egyik különleges szerves vegyületben, az in-metilciklofánban a metilcsoport kötéshossza nagyon rövid, csak 147 pm, ugyanis egy tripticén és fenilcsoport közé van beszorítva. In silico kísérletben egy fullerénbe zárt neopentán molekulában a kötéshosszt 136 pm-nek becsülték. Ebben a tanulmányban az elméletileg legrövidebb C−C egyszeres kötés 131 pm-nek adódott, egy feltételezett tetrahedrán származék esetében.
Ugyanez a vizsgálat arra az eredményre jutott, hogy az etánban a C−C kötés 5 pm-rel történő megnyújtása, illetve összenyomása rendre 2,8, illetve 3,5 kJ/mol energiát igényel. 15 pm-es változás esetén az energiaigény 21,9; illetve 37,7 kJ/mol lenne.
+Kötéshosszak a szerves vegyületekbenProf Chao-Jun Li, Ph.D. in lecture, March 2009 (needs citation) C–H hossz (pm) C–C hossz (pm) többszörös kötések hossz (pm) sp3–H 110 sp3–sp3 154 benzol 140 sp2–H 109 sp3–sp2 150 alkén 134 sp–H 108 sp2–sp2 147 alkin 120 sp3–sp 146 allén 130 sp2–sp 143 sp–sp 137
Hivatkozások
Fordítás
Kategória:Kémiai kötések