题目
14. 写出 N2、O2分子轨道表示式.并比较二者稳定性大小.
14. 写出 N2、O2分子轨道表示式.并比较二者稳定性大小.
题目解答
答案
14. N2:〔KK(s2s)2(s2s *)2(p2p)4(s2p)2〕键级为 3
O2:〔KK(s2s)2(s2s *)2(s2p)2(p2p)4(p* 2p)2〕
键级为 2 ，由于 N2比 O2键级高，所以稳定.
解析
步骤 1：确定分子轨道的填充顺序
分子轨道的填充顺序遵循能量最低原理，即电子优先填充能量最低的轨道。对于双原子分子，轨道的能级顺序为：σ1s < σ*1s < σ2s < σ*2s < π2p < π*2p < σ2p。
步骤 2：写出 N2 的分子轨道表示式
氮原子的电子排布为 1s²2s²2p³。在 N2 分子中，两个氮原子的电子将填充到分子轨道中。根据分子轨道的能级顺序，N2 的分子轨道表示式为：\[ \text{N}_2: [\text{KK}(\sigma_{1s})^2(\sigma_{1s}^*)^2(\sigma_{2s})^2(\sigma_{2s}^*)^2(\pi_{2p})^4(\sigma_{2p})^2] \]。键级计算为：\[ \text{键级} = \frac{1}{2} (8 - 2) = 3 \]。
步骤 3：写出 O2 的分子轨道表示式
氧原子的电子排布为 1s²2s²2p⁴。在 O2 分子中，两个氧原子的电子将填充到分子轨道中。根据分子轨道的能级顺序，O2 的分子轨道表示式为：\[ \text{O}_2: [\text{KK}(\sigma_{1s})^2(\sigma_{1s}^*)^2(\sigma_{2s})^2(\sigma_{2s}^*)^2(\sigma_{2p})^2(\pi_{2p})^4(\pi_{2p}^*)^2] \]。键级计算为：\[ \text{键级} = \frac{1}{2} (8 - 4) = 2 \]。
步骤 4：比较 N2 和 O2 的稳定性
由于 N2 的键级为 3，而 O2 的键级为 2，因此 N2 比 O2 更稳定。
分子轨道的填充顺序遵循能量最低原理，即电子优先填充能量最低的轨道。对于双原子分子，轨道的能级顺序为：σ1s < σ*1s < σ2s < σ*2s < π2p < π*2p < σ2p。
步骤 2：写出 N2 的分子轨道表示式
氮原子的电子排布为 1s²2s²2p³。在 N2 分子中，两个氮原子的电子将填充到分子轨道中。根据分子轨道的能级顺序，N2 的分子轨道表示式为：\[ \text{N}_2: [\text{KK}(\sigma_{1s})^2(\sigma_{1s}^*)^2(\sigma_{2s})^2(\sigma_{2s}^*)^2(\pi_{2p})^4(\sigma_{2p})^2] \]。键级计算为：\[ \text{键级} = \frac{1}{2} (8 - 2) = 3 \]。
步骤 3：写出 O2 的分子轨道表示式
氧原子的电子排布为 1s²2s²2p⁴。在 O2 分子中，两个氧原子的电子将填充到分子轨道中。根据分子轨道的能级顺序，O2 的分子轨道表示式为：\[ \text{O}_2: [\text{KK}(\sigma_{1s})^2(\sigma_{1s}^*)^2(\sigma_{2s})^2(\sigma_{2s}^*)^2(\sigma_{2p})^2(\pi_{2p})^4(\pi_{2p}^*)^2] \]。键级计算为：\[ \text{键级} = \frac{1}{2} (8 - 4) = 2 \]。
步骤 4：比较 N2 和 O2 的稳定性
由于 N2 的键级为 3，而 O2 的键级为 2，因此 N2 比 O2 更稳定。