题目
(10分) 对N2、O2分子回答下列问题:(1) 写出它们的分子轨道式;(2) 计算它们的键级,说明它们的成键情况和磁性;(3) 、分别与N2、O2相比,键强度的变化。
(10分) 对N2、O2分子回答下列问题:
(1) 写出它们的分子轨道式;
(2) 计算它们的键级,说明它们的成键情况和磁性;
(3) 、分别与N2、O2相比,键强度的变化。
题目解答
答案
(10分) (1) N2:( 1s)2 ( *1s)2 ( 2s)2 ( *2s)2 ( 2py)2 ( 2pz)2 ( 2px)2
O2:( 1s)2 ( *1s)2 ( 2s)2 ( *2s)2 ( 2px)2 ( 2py)2 ( 2pz)2 ( *2py)1 ( *2pz)1
(2) 键级 磁性 成键情况
N2 3 抗磁 一个 键,两个 键
O2 2 顺磁 一个 键,两个三电子 键
(3) O2分子的反 轨道上失去一个电子,变成,键级为2.5,与O2相比,键强度增
大。
N2分子的成键轨道上失去一个电子形成 ,键级为2.5,与N2分子相比,键强度
减弱。
解析
步骤 1：分子轨道式
分子轨道式是描述分子中电子分布的轨道表示法。对于双原子分子，分子轨道由原子轨道线性组合而成。N2和O2的分子轨道式如下：
- N2：(1s)2 (1s*)2 (2s)2 (2s*)2 (2p)4 (2p*)2
- O2：(1s)2 (1s*)2 (2s)2 (2s*)2 (2p)4 (2p*)4
步骤 2：键级计算
键级是描述分子中键强度的量，计算公式为：键级 = (成键电子数 - 反键电子数) / 2。
- N2：成键电子数 = 10，反键电子数 = 4，键级 = (10 - 4) / 2 = 3
- O2：成键电子数 = 8，反键电子数 = 4，键级 = (8 - 4) / 2 = 2
步骤 3：成键情况和磁性
- N2：键级为3，说明有3个键，即一个σ键和两个π键。由于所有电子都成对，N2是抗磁性的。
- O2：键级为2，说明有2个键，即一个σ键和两个π键。由于有两个未成对电子，O2是顺磁性的。
步骤 4：键强度变化
- N2失去一个电子形成，键级 = (10 - 5) / 2 = 2.5，与N2相比，键强度减弱。
- O2失去一个电子形成，键级 = (9 - 4) / 2 = 2.5，与O2相比，键强度增大。
分子轨道式是描述分子中电子分布的轨道表示法。对于双原子分子，分子轨道由原子轨道线性组合而成。N2和O2的分子轨道式如下：
- N2：(1s)2 (1s*)2 (2s)2 (2s*)2 (2p)4 (2p*)2
- O2：(1s)2 (1s*)2 (2s)2 (2s*)2 (2p)4 (2p*)4
步骤 2：键级计算
键级是描述分子中键强度的量，计算公式为：键级 = (成键电子数 - 反键电子数) / 2。
- N2：成键电子数 = 10，反键电子数 = 4，键级 = (10 - 4) / 2 = 3
- O2：成键电子数 = 8，反键电子数 = 4，键级 = (8 - 4) / 2 = 2
步骤 3：成键情况和磁性
- N2：键级为3，说明有3个键，即一个σ键和两个π键。由于所有电子都成对，N2是抗磁性的。
- O2：键级为2，说明有2个键，即一个σ键和两个π键。由于有两个未成对电子，O2是顺磁性的。
步骤 4：键强度变化
- N2失去一个电子形成，键级 = (10 - 5) / 2 = 2.5，与N2相比，键强度减弱。
- O2失去一个电子形成，键级 = (9 - 4) / 2 = 2.5，与O2相比，键强度增大。