En el peróxido de hidrógeno (H2O2), ¿por qué los dos átomos de oxígeno solo forman un enlace entre ellos en lugar de un enlace triple?

Un par de razones Uno tiene que ver con la carga , y el otro con la energía .

En primer lugar, si los Oxígenos formaran un triple enlace entre ellos, y un solo enlace con un átomo de Hidrógeno cada uno, entonces cada Oxígeno tendría efectivamente 10 electrones de valencia, una violación imposible de la regla del octeto. Dado que el átomo de oxígeno neutro tiene 6 electrones de valencia y efectivamente gana 4 electrones de sus 4 nuevos enlaces, necesitaría perder 2 electrones para que la configuración sea posible. Como esto sucede con ambos átomos de oxígeno, la molécula tendría una carga de [matemáticas] +4 [/ matemáticas]. La única disposición de enlace para [math] H_2O_2 [/ math] donde la carga del átomo es [math] 0 [/ math] es con enlaces simples.

Ahora, si no le importaba la carga, todavía tiene el problema de la energía.

La energía requerida para ionizar los oxígenos (eliminar los electrones) es significativamente mayor que la energía adicional liberada cuando se forma algo más que un solo enlace.

La primera energía de ionización (energía requerida para eliminar el primer electrón) de oxígeno es aproximadamente [matemática] 1314 [/ matemática] kJ / mol y la segunda energía de ionización es aproximadamente [matemática] 3388 [/ matemática] kJ / mol. Por lo tanto, se necesita [matemática] 4702 [/ matemática] kJ para ionizar [matemática] 1 [/ matemática] mol de átomos de oxígeno, o crear [matemática] 0.5 [/ matemática] mol de [matemática] H_2O_2 [/ matemática].

Si bien no pude encontrar un valor de referencia para la energía de un triple enlace entre dos Oxígenos (porque nunca sucede), las energías de enlace de un enlace simple y un enlace doble son [matemáticas] 146 [/ matemáticas] kJ / mol y [matemáticas] 495 [/ matemáticas] kJ / mol respectivamente. Si bien la energía teórica de triple enlace podría ser significativamente mayor, no va a hacer la diferencia de [matemática] 4702 [/ matemática] kJ / mol necesaria para que el proceso suceda naturalmente de manera significativa.

Además de la respuesta de Eric Michaud, que creo que cubre, quería mencionar el problema del espacio para los codos y los orbitales.

Los oxígenos son orbitales sp3 hibridados con los átomos de H. Si tuviéramos el triple enlace Oxygens, eso haría su enlace aún más corto, uniendo sus pares solitarios de ambos Oxygens además de los H unidos a ambos Oxygens. Si sabes acerca de los electrones, sabes que no les gusta estar juntos.

Debido a la repulsión electrón-electrón, la molécula simplemente se rompería … siendo incapaz de existir. También tenga en cuenta que las moléculas se mueven en el espacio … por traslación, por rotación y por vibración (movimiento molecular). Eso exacerba nuestro problema aquí … los electrones se están acercando unos a otros y luego se repelen constantemente. Explica la ruptura.

Por esta razón, así como la articulada en la respuesta de Eric, el triple enlace no es favorable.

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