Bonding, Structure, and Energetics of Gaseous E<sub>8</sub><sup>2+</sup>and of Solid E<sub>8</sub>(AsF<sub>6</sub>)<sub>2</sub>(E = S, Se)
Notice bibliographique
Résumé
The attempt to prepare hitherto unknown homopolyatomic cations of sulfur by the reaction of elemental sulfur with blue S8(AsF6)2 in liquid SO2/SO2ClF, led to red (in transmitted light) crystals identified crystallographically as S8(AsF6)2. The X-ray structure of this salt was redetermined with improved resolution and corrected for librational motion: monoclinic, space group P2(1)/c (No. 14), Z = 8, a = 14.986(2) A, b = 13.396(2) A, c = 16.351(2) A, beta = 108.12(1) degrees. The gas phase structures of E8(2+) and neutral E8 (E = S, Se) were examined by ab initio methods (B3PW91, MPW1PW91) leading to delta fH theta[S8(2+), g] = 2151 kJ/mol and delta fH theta[Se8(2+), g] = 2071 kJ/mol. The observed solid state structures of S8(2+) and Se8(2+) with the unusually long transannular bonds of 2.8-2.9 A were reproduced computationally for the first time, and the E8(2+) dications were shown to be unstable toward all stoichiometrically possible dissociation products En+ and/or E4(2+) [n = 2-7, exothermic by 21-207 kJ/mol (E = S), 6-151 kJ/mol (E = Se)]. Lattice potential energies of the hexafluoroarsenate salts of the latter cations were estimated showing that S8(AsF6)2 [Se8(AsF6)2] is lattice stabilized in the solid state relative to the corresponding AsF6- salts of the stoichiometrically possible dissociation products by at least 116 [204] kJ/mol. The fluoride ion affinity of AsF5(g) was calculated to be 430.5 +/- 5.5 kJ/mol [average B3PW91 and MPW1PW91 with the 6-311 + G(3df) basis set]. The experimental and calculated FT-Raman spectra of E8(AsF6)2 are in good agreement and show the presence of a cross ring vibration with an experimental (calculated, scaled) stretching frequency of 282 (292) cm-1 for S8(2+) and 130 (133) cm-1 for Se8(2+). An atoms in molecules analysis (AIM) of E8(2+) (E = S, Se) gave eight bond critical points between ring atoms and a ninth transannular (E3-E7) bond critical point, as well as three ring and one cage critical points. The cage bonding was supported by a natural bond orbital (NBO) analysis which showed, in addition to the E8 sigma-bonded framework, weak pi bonding around the ring as well as numerous other weak interactions, the strongest of which is the weak transannular E3-E7 [2.86 A (S8(2+), 2.91 A (Se8(2+)] bond. The positive charge is delocalized over all atoms, decreasing the Coulombic repulsion between positively charged atoms relative to that in the less stable S8-like exo-exo E8(2+) isomer. The overall geometry was accounted for by the Wade-Mingos rules, further supporting the case for cage bonding. The bonding in Te8(2+) is similar, but with a stronger transannular E3-E7 (E = Te) bonding. The bonding in E8(2+) (E = S, Se, Te) can also be understood in terms of a sigma-bonded E8 framework with additional bonding and charge delocalization occurring by a combination of transannular n pi *-n pi * (n = 3, 4, 5), and np2-->n sigma * bonding. The classically bonded S8(2+) (Se8(2+) dication containing a short transannular S(+)-S+ (Se(+)-Se+) bond of 2.20 (2.57) A is 29 (6) kJ/mol higher in energy than the observed structure in which the positive charge is delocalized over all eight chalcogen atoms.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».