Proč jsou vazby síry s kyslíky v oxidu siřičitém stejné? Jedna násobná vazba by měla vznikat překryvem (p)+(p) orbitalů, druhá by měla vznikat překryvem (p)+(d) orbitalu síry.
Každá z obou sigma vazeb vznikne jinak, a obě jsou vazby typu p-p. S prvním kyslíkem vznikne dvojná vazba, síry má nyní 2 volné elektronové páry. Jeden na orbitalu s, druhý na orbitalu p. Tento elektronový pár vytvoří vazbu s druhým kyslíkem, ve které je kyslík akceptorem a síra donorem, tedy opět vazbu typu p-p. Vazbu pí si budou oba kyslíky přebírat (mezomerie). Hybridizace sp2. Při "přeskakování" pí-vazby z jednoho kyslíku na druhý se využívají i orbitaly d, ale jak orbital p, tak orbital d se účástní jen z části. Pí-vazba je jen jedna. Síra je v SO2 trojvazná, oxidační číslo má 4. Ve vazbě, kterou dotuje elektronovým párem, se oba elektrony přisuzují kyslíku.
Děkuji. Můžeš mi prosím ještě vysvětlit, jakou roli tam hrají ty (d) orbitaly? Proč jsou tedy potřeba u té pí-vazby? Na překryvu tří (p) orbitalů (O-S-O) mi nepřijde nic zvláštního.
Jenže kyslík, který je v daném okamžiku vázán jednoduchou vazbou, má záporný náboj a vysokou hustotu elektronů. Proto vytvoří vazbu pí typu p-d. Nyní dojde k přebytku elektronů na atomu síry a původní vazba pí p-p drhého kyslíku se rozpadne. Na uvolněný p orbital "přeskočí" vazba p-d a celý proces se opakuje. Existuje tedy jen jedna pí-vazba, která přeskakuje z jednoho kyslíku na druhý (mezomerie) a na celém pochodu se účstní i orbitaly d síry (vele orbitalu p). To je samozřejmně jen moje představa, autoři (Jursík, Cotton) do takových podrobností nezacházejí. Skutečností je, že oba kyslíky jsou rovnocenné, což by v případě dvou pí-vazeb nebylo. Mimo jiné by molekula SO2 nebyla symetrická, jeden kyslík by byl vázán delší vazbou.
Nechci se zde začít hádat, pouze budu oponovat, že rezonanční izomery ve skutečnosti neexistují, jak ty píšeš. Jejich energie však má vztah s relativním zastoupením toho izomeru ve skutečné molekule. Pokud mají dva rezonanční izomery (SO2) stejnou a nejmenší energii, jejich relativní zastoupení je stejné a největší (samozřejmě ještě existují další rezonanční izomery (SO2), jejich energie je však mnohem větší, jejich relativní zastoupení je tedy velmi limitní, proto se zanedbávají). Ve skutečné molekule (SO2) je tedy (zanedbaně) kladný náboj na síře ((0.5x1) + (0.5x1)) a polovina záporného náboje na každém kyslíku ((0.5x(-1))+(0.5x0)). Energie molekuly je potom (opět zanedbaně) rovná energii těch dvou stejných izomerů.
