10. Stephan J. G. Gift, A new proposal for the electronic structure...

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Volume 34: Pages 193-200, 2021

A new proposal for the electronic structure of carbon monoxide

Stephan J. G. Gifta)

Department of Electrical and Computer Engineering, Faculty of Engineering, The University of the West Indies, St. Augustine, Trinidad and Tobago, West Indies


A new proposal for the electronic structure of carbon monoxide CO is presented. The approach involves the creation of an additional half-filled 2p orbital in the oxygen atom by the transfer of an electron from the filled 2p orbital to one of two half-filled hybridized 2spz orbitals in the carbon atom. The result is a triple bond comprising one sigma bond and two pi bonds between C and O strengthened by an ionic bond contribution. The proposed structure accounts for many unusual features of the molecule CO including the observed direction of the dipole moment, which is considered anomalous based on the concept of electronegativity of the constituent atoms as well as the increased bond dissociation energy compared with isoelectronic nitrogen N2. It also provides a basis for the CO molecule being a stable ligand combining with transition metals using the lone electron pair in the filled 2spz orbital of the carbon atom. The electron transfer mechanism is effectively applied to the isoelectronic compound boron monofluoride BF and predicts properties of the undetected isoelectronic molecule BeNe. Finally, the method proposes new electronic structures for the cyanide ion CN_ which resolves the long-standing puzzle of “charge reversal” on the molecule and the carbon monofluoride ion CFþ.


Une nouvelle proposition pour la structure électronique du monoxyde de carbone CO est présentée. L’approche implique la création d’une orbitale 2p supplémentaire à demi-remplie dans l’atome d’oxygène grâce au transfert d’un électron de l’orbitale 2p remplie vers l’une des orbitales hybrides à demi remplie dans l’atome de carbone. Il en résulte une triple liaison formée d’une liaison sigma et deux liaisons pi entre le C et le O renforcée par la contribution d’une liaison ionique. La structure proposée explique les nombreuses caractéristiques inhabituelles de la molécule de CO, y compris la direction observée du moment dipolaire qui est considérée comme irrégulière selon le concept d’électronégativité des atomes constituants, ainsi que l’augmentation de l’énergie de dissociation de la liaison comparé au nitrogène isoélectronique . Elle fournit aussi une base expliquant que la molécule de CO soit un ligand stable se combinant aux métaux de transition grâce à la paire d’électrons unique dans l’orbitale de l’atome de carbone. Le mécanisme de transfert d’électron s’applique très bien au composé isoélectronique monofluorure de bore BF et prédit les propriétés de la molécule isoélectronique non détectée BeNe. Enfin, la méthode propose des structures nouvelles pour l’ion cyanure qui résout le vieux casse-tête du renversement de la charge sur la molécule et l’ion monofluorure de carbone .


Key words: Carbon Monoxide; Nitrogen; Isoelectronic Molecules; Boron Monofluoride; Bond Dissociation Energy; Sp Hybridization.

Received: July 27, 2020; Accepted: March 14, 2021; Published Online: May 3, 2021


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