Was ist Bond-Order?

Eine Bindungsordnung ist das Maß für die Anzahl der bindenden Elektronenpaare in einem Molekül. Er wird als relativistischer Index zur Beurteilung der Stärke molekularer Bindungen verwendet. Obwohl die Berechnungsmethoden variieren, ist die Bindungsordnung fast immer eine Zahl zwischen 1 und 3, wobei 3 die stärkste ist. Bindungsordnungen haben eine Vielzahl praktischer Anwendungen auf dem Gebiet der Chemie. Hersteller neuartiger Chemikalien können Bindungsordnungsberechnungen verwenden, um die relative Stabilität der von ihnen erzeugten Moleküle zu beurteilen. Am bemerkenswertesten ist vielleicht, dass Bindungsordnungen bei der Herstellung von Superlegierungen wie Nickel auf Einkristallbasis verwendet wurden.

Anleihenorders waren schon immer ein wichtiger Bestandteil der Chemie; das modernste Verständnis der Bindungsordnung wurde jedoch durch die Molecular Orbital Theory ermöglicht. Diese von den Wissenschaftlern Frederich Hund, Robert Mulliken, John C. Slater und John Leonard-Jones eingeführte Theorie war die erste, die einfache und elegante Berechnungen zur Bestimmung von Bindungsordnungen genau beschrieb. Die Berechnungen wurden von den wesentlichen Grundlagen der Molekularbindungstheorie abgeleitet, die feststellte, dass bindende Orbitale Bindungen verstärken, während antibindende Orbitale die Bindungen zu gleichen Anteilen schwächen. Die Theorie beschrieb auch, dass Orbitale, die den Kernen am nächsten sind, die Bindungsstärke nicht beeinflussen können, was zu einer größeren Perspektive in der Quantenmechanik beitrug, die frühere Theorien nicht erreichen konnten.

Die Berechnung von Bindungsordnungen mit der Molekularorbitaltheorie ist ziemlich einfach. Die Bindungsordnung entspricht der Anzahl der Bindungselektronen minus der Anzahl der Antibindungselektronen, und diese Summe wird durch zwei geteilt. Um die Anzahl der bindenden und antibindenden Elektronen zu finden, kann man eine Elektronenkonfiguration verwenden, die Sigma- und Pi-Bindungen berücksichtigt.

Die Interpretation der Indexnummer ist ebenfalls grundlegend. Eine Bindungsordnung von null zeigt an, dass die Bindung instabil ist. Eine Bindungsordnung von eins zeigt eine stabile Bindung an und eine Bindungsordnung von 2 zeigt an, dass eine Bindung nicht leicht zu brechen ist. Bindungen mit einer Ordnung von 3 gelten als sehr stark. Hochstabile Bindungsordnungen sind normalerweise sehr lange, kovalente Bindungen. Diamant zum Beispiel – einer der stärksten Naturstoffe der Erde – besteht vollständig aus Kohlenstoff und hat eine sehr lange Bindungslänge von 154 Pikometern oder 154 Billionstel Metern. Da Diamant ausschließlich aus Kohlenstoff besteht und Bindungen zwischen mehreren Kohlenstoffatomen fast immer Doppelbindungen sind – Bindungsordnung 2 – ist er von Natur aus sehr stark.