carbono diatómico

Los electrones en el carbono diatómico se distribuyen entre los orbitales moleculares según el principio de Aufbau para producir estados cuánticos únicos, con sus correspondientes niveles de energía. El estado con el nivel de energía más bajo, o estado fundamental, es un estado singlete ( ¹ Σ ⁺ _g ), que se denomina sistemáticamente eteno-1,2-diilideno o dicarbono(0•). Existen varios estados excitados singlete y triplete con energías relativamente cercanas al estado fundamental, que constituyen proporciones significativas de una muestra de dicarbono en condiciones ambientales. Cuando la mayoría de estos estados excitados experimentan relajación fotoquímica, emiten en la región infrarroja del espectro electromagnético. Sin embargo, un estado en particular emite en la región verde. Este estado es un estado triplete ( ³ Π _g ), que se denomina sistemáticamente eteno-μ,μ-diil-μ-ilideno o dicarbono(2•). Además, existe un estado excitado con energías ligeramente superiores al estado fundamental, que solo constituye una proporción significativa de una muestra de dicarbono bajo irradiación ultravioleta media. Tras la relajación, este estado excitado presenta fluorescencia en la región violeta y fosforescencia en la región azul. Este estado es también un estado singlete ( ¹ Π _g ), que también se denomina eteno-μ,μ-diil-μ-ilideno o dicarbono(2•).

La teoría de orbitales moleculares muestra que hay dos conjuntos de electrones apareados en un conjunto de orbitales de enlace pi degenerados. Esto da un orden de enlace de 2, lo que significa que debería existir un doble enlace entre los dos átomos de carbono en una molécula de C₂ _. [ ^{3 ] Un} análisis sugirió en cambio que existe un enlace cuádruple , ^{[ 4 ]} una interpretación que fue disputada. ^{[ 5 ]} Los cálculos CASSCF indican que el enlace cuádruple basado en _la teoría de orbitales moleculares también es razonable. ^{[ 3 ]} _{Las energías de} disociación de enlace (BDE) de B₂ , C₂ _y N₂ muestran BDE crecientes, lo que indica enlaces simples , dobles y triples , respectivamente.

En ciertas formas de carbono cristalino, como el diamante y el grafito , se observa un punto de silla o "joroba" en el sitio de enlace de la densidad de carga. El estado triplete del C₂ _sigue esta tendencia. Sin embargo, el estado singlete del C₂ _se comporta más como el silicio o el germanio ; es decir, la densidad de carga presenta un máximo en el sitio de enlace. ^{[ 6 ]}