按分子轨道理论， O2 的键级是（ ）A. 1B. 1.5C. 2D. 2.5

本题考查分子轨道理论中键级的计算，关键是写出O₂的分子轨道排布式并应用键级公式。

步骤1：确定O₂的分子轨道能级顺序

对于第二周期元素（O₂属于此类），分子轨道能级顺序为：
$\sigma_{1s}^2 < \sigma_{1s}^{*2} < \sigma_{2s}^2 < \sigma_{2s}^{*2} < \sigma_{2p_z}^2 < \pi_{2p_x}^2 = \pi_{2p_y}^2 < \pi_{2p_x}^{*1} = \pi_{2p_y}^{*1} < \sigma_{2p_z}^{*2}$
（注：$\sigma^{*}$、$\pi^{*}$表示反键轨道，能量高于对应成键轨道；O₂的2p轨道中，反键π轨道电子为单电子填充，符合洪特规则）

步骤2：写出O₂的分子轨道排布式

O原子的电子构型为$1s^22s^22p^4$，每个O原子提供8个电子，O₂总电子数为16。按能级顺序填充：
$\sigma_{1s}^2 \sigma_{1s}^{*2} \sigma_{2s}^2 \sigma_{2s}^{*2} \sigma_{2p_z}^2 \pi_{2p_x}^2 \pi_{2p_y}^2 \pi_{2p_x}^{*1} \pi_{2p_y}^{*1}$

步骤3：计算键级

键级公式：
$\text{键级} = \frac{1}{2} \times (\text{成键轨道电子数} - \text{反键轨道电子数})$

• 成键轨道电子数：$\sigma_{1s}^2 + \sigma_{2s}^2 + \sigma_{2p_z}^2 + \pi_{2p_x}^2 + \pi_{2p_y}^2 = 2+2+2+2+2=10$
• 反键轨道电子数：$\sigma_{1s}^{*2} + \sigma_{2s}^{*2} + \pi_{2p_x}^{*1} + \pi_{2p_y}^{*1} = 2+2+1+1=6$

代入公式：
$\text{键级} = \frac{1}{2} \times (10 - 6) = 2$