أمر سند

في الكيمياء ، رتبة الرابطة هي مقياس رسمي لتعدد الروابط التساهمية بين ذرتين. وكما قدمها غيرهارد هيرزبرغ ، ^{[ 1 ]} استنادًا إلى أعمال آر إس موليكن وفريدريش هوند، تُعرَّف رتبة الرابطة بأنها الفرق بين عدد أزواج الإلكترونات في المدارات الجزيئية الرابطة والمدارات الجزيئية المضادة للترابط .

تعطي رتبة الرابطة مؤشراً تقريبياً على استقرار الرابطة . الأنواع المتساوية الإلكترونات لها نفس رتبة الرابطة. ^{[ 2 ]}

رتبة الرابطة هي عدد أزواج الإلكترونات ( الروابط التساهمية ) بين ذرتين . ^{[ 3 ]} على سبيل المثال، في جزيء النيتروجين ثنائي الذرة N≡N، رتبة الرابطة بين ذرتي النيتروجين هي 3 ( رابطة ثلاثية ). في الأسيتيلين H–C≡C–H، رتبة الرابطة بين ذرتي الكربون هي أيضًا 3، ورتبة الرابطة C–H هي 1 ( رابطة أحادية ). في أول أكسيد الكربون ، ^{−C≡O +} ، رتبة الرابطة بين الكربون والأكسجين هي 3. في ثلاثي فلوريد الثيازيل N≡SF3 _، رتبة الرابطة بين الكبريت والنيتروجين هي 3، وبين الكبريت والفلور هي 1. في جزيء الأكسجين ثنائي الذرة O=O ، رتبة الرابطة هي 2 ( رابطة ثنائية ). في الإيثيلين H2C =CH2 _{، تكون} رتبة الرابطة بين ذرتي الكربون 2 أيضًا. رتبة الرابطة بين الكربون والأكسجين في ثاني أكسيد الكربون O=C=O هي أيضًا 2. في الفوسجين O=CCl2 _، تكون رتبة الرابطة بين الكربون والأكسجين 2، وبين الكربون والكلور 1 .

في بعض الجزيئات، قد تكون رتبة الرابطة 4 ( رابطة رباعية ) ، _أو 5 ( رابطة خماسية ) ، أو حتى 6 ( رابطة سداسية ₎ . على سبيل المثال، يحتوي ملح أوكتكلوروديموليبدات البوتاسيوم ( K₄ [ Mo₂Cl₈ ] ) على الأنيون [ _{Cl₄Mo≣MoCl₄ ] ⁴⁻} ، حيث ترتبط ذرتا الموليبدينوم برابطة من الرتبة 4. وترتبط كل ذرة موليبدينوم بأربعة ليجاندات ^Cl⁻ برابطة من الرتبة 1. ^أما المركب ( تيرفينيل )- CrCr- (تيرفينيل) فيحتوي على ذرتي كروم مرتبطتين برابطة من الرتبة 5، وترتبط كل ذرة كروم بليجاندا تيرفينيل واحد برابطة أحادية. وقد تم الكشف عن رابطة من الرتبة 6 في جزيئات ثنائي التنجستن W₂ _، الموجودة فقط في الحالة الغازية .

في نظرية المدارات الجزيئية ، يُعرَّف ترتيب الرابطة بأنه نصف الفرق بين عدد إلكترونات الرابطة وعدد إلكترونات التضاد ، وفقًا للمعادلة أدناه. ^{[ 7 ] [ 8 ]} غالبًا ما يُعطي هذا نتائج مماثلة للروابط القريبة من أطوالها المتوازنة، ولكنه لا ينطبق على الروابط الممتدة. ^{[ 9 ]} يُعد ترتيب الرابطة أيضًا مؤشرًا على قوة الرابطة ، ويُستخدم على نطاق واسع في نظرية رابطة التكافؤ .

رتبة الرابطة = عدد إلكترونات الرابطة - عدد إلكترونات التضاد / 2

بشكل عام، كلما زادت رتبة الرابطة، زادت قوتها. قد تكون الروابط ذات الرتبة النصفية مستقرة، كما يتضح من استقرار أيون الهيدروجين H₂⁺ ( طول الرابطة 106 بيكومتر، طاقة الرابطة 269 كيلوجول/مول) وأيون الهيليوم He₂⁺ ( طول الرابطة 108 بيكومتر، طاقة الرابطة 251 كيلوجول/مول). ^{[ 10 ]}

تقدم نظرية المدارات الجزيئية لهوكيل منهجًا آخر لتحديد رتب الروابط بناءً على معاملات المدارات الجزيئية، وذلك للجزيئات المستوية ذات الروابط π غير المتمركزة. تقسم هذه النظرية الروابط إلى إطار سيجما ونظام باي. وقد حدد تشارلز كولسون رتبة الرابطة π بين الذرتين r و s، المستمدة من نظرية هوكل، باستخدام معاملات مدارات هوكل الجزيئية: ^{[ 11 ] [ 12 ]}

${\displaystyle p_{rs}=\sum _{i}n_{i}c_{ri}c_{si}}$،

هنا، يمتد المجموع على مدارات π الجزيئية فقط، و n_{_i} هو عدد الإلكترونات التي تشغل المدار i بمعاملات c_{_ri} و c_{_si} على الذرتين r و s على التوالي. بافتراض مساهمة رتبة رابطة مقدارها 1 من المكون سيجما، فإن هذا يعطي رتبة رابطة كلية (σ + π) تساوي 5/3 = 1.67 للبنزين، بدلاً من رتبة الرابطة الشائعة 1.5، مما يدل على وجود بعض الغموض في تعريف مفهوم رتبة الرابطة.

بالنسبة لأشكال نظرية المدارات الجزيئية الأكثر تعقيدًا والتي تتضمن مجموعات أساسية أكبر ، فقد تم اقتراح تعريفات أخرى. ^{[ 13 ]} وقد نوقش تعريف قياسي لميكانيكا الكم لرتبة الرابطة لفترة طويلة. ^{[ 14 ]} ونُشرت في عام 2017 طريقة شاملة لحساب رتب الروابط من حسابات كيمياء الكم. ^{[ 9 ]}

يُستخدم مفهوم رتبة الرابطة في الديناميكا الجزيئية وجهود رتبة الرابطة . يرتبط مقدار رتبة الرابطة بطول الرابطة . ووفقًا لما ذكره لينوس باولينغ عام 1947، فإن رتبة الرابطة بين الذرتين i و j تُوصف تجريبيًا على النحو التالي:

${\displaystyle s_{ij}=\exp {\left[{\frac {d_{1}-d_{ij}}{b}}\right]}}$

حيث يمثل d1 طول الرابطة الأحادية، _{وdij طول} الرابطة المقاس تجريبياً، و b ثابت يعتمد على الذرات. وقد اقترح باولينغ قيمة 0.353 أنغستروم لـ b ، بالنسبة للروابط بين ذرات الكربون في المعادلة الأصلية: ^{[ 15 ]}

${\displaystyle d_{1}-d_{ij}=0.353~{\text{ln}}(s_{ij})}$

تعتمد قيمة الثابت b على الذرات. هذا التعريف لرتبة الرابطة تقريبي إلى حد ما، ولا يسهل تطبيقه إلا على الجزيئات ثنائية الذرات .