De eerste verbinding met een viervoudige binding die gesynthetiseerd werd was chroom(II)acetaat. Deze verbinding werd reeds in 1844 beschreven door de Franse scheikundige Eugène-Melchior Péligot, hoewel het nog meer een eeuw duurde voordat de bijzondere eigenschappen van de binding erkend werden.[2]
Structuur, eigenschappen en synthese
In 1964 werd de viervoudige binding voor het eerst gekarakteriseerd door de Amerikaanse scheikundige Frank Albert Cotton, namelijk in het octachlorodirenaat(III)-anion (Re2Cl82−).[3] Deze binding komt tot stand door volgende types orbitaaloverlap:
Een sigma-binding ontstaan door overlap van twee dz²-orbitalen
Twee pi-bindingen ontstaan door zijdelingse overlap van een dyz- en een dxz-orbitaal
Een delta-binding ontstaan door overlap van twee dxy-orbitalen
Daarbij wordt eerst het dichloorderivaat gevormd, dat met metallisch kalium in THF wordt gereduceerd tot de uiteindelijke verbinding. De volledige reactie is een one-pot-synthese met een opbrengst van 90%.
Diatomisch koolstof
De valentiebindingstheorie voorspelt dat een viervoudige binding de enige manier is om in diatomisch koolstof (C2) te voldoen aan de octetregel. Echter, volgens de molecuulorbitaaltheorie is dit niet mogelijk. Koolstof bezit daarvoor onvoldoende orbitalen van geschikte symmetrie. De theorie voorspelt dat de binding tot stand komt voor twee elektronenparen in het sigma-systeem (een bindend en een anti-bindend), en twee elektronenparen in het gedegenereerde pi-systeem. Hierdoor komt men tot een bindingsorde van twee, hetgeen impliceert dat er tussen beide koolstofatomen een dubbele binding aanwezig is.