题目
按分子轨道理论写出 NF ^+ ^- 的基态电子组态,说明它们的不成对电子数和磁-|||-性(提示:按类似O2的能级排)。
题目解答
答案
解析
本题考查等电子体分子的基态电子组态、键级、不成对电子数及磁性的判断。解题核心在于：
- 确定等电子体：NF、NF⁺、NF⁻分别与O₂、O₂⁺、O₂⁻互为等电子体（原子数和价电子总数相同）。
- 分子轨道填充顺序：按O₂的分子轨道能级顺序（σ2s < σ2s < σ2p < π2p < π2p）填充电子。
- 键级与磁性计算：键级公式为$\text{键级} = \frac{\text{成键电子数} - \text{反键电子数}}{2}$，不成对电子数由π*轨道的电子排布决定。
NF（中性态）
- 价电子总数：氮（5）+氟（7）=12，与O₂相同。
- 电子组态：
$\text{KK}(1\sigma)^2 (2\sigma)^2 (3\sigma)^2 (1\pi)^4 (2\pi)^2$- 成键电子数：$2+2+4=8$
- 反键电子数：$2+2=4$
- 键级：$\frac{8-4}{2}=2$
- 不成对电子数：$2$（来自两个π*轨道各1个单电子）
- 磁性：顺磁性。
NF⁺（失去1电子）
- 价电子总数：12−1=11，与O₂⁺相同。
- 电子组态：
$\text{KK}(1\sigma)^2 (2\sigma)^2 (3\sigma)^2 (1\pi)^4 (2\pi)^1$- 成键电子数：$2+2+4=8$
- 反键电子数：$2+1=3$
- 键级：$\frac{8-3}{2}=2.5$
- 不成对电子数：$1$（来自1个π*轨道的单电子）
- 磁性：顺磁性。
NF⁻（获得1电子）
- 价电子总数：12+1=13，与O₂⁻相同。
- 电子组态：
$\text{KK}(1\sigma)^2 (2\sigma)^2 (3\sigma)^2 (1\pi)^4 (2\pi)^3$- 成键电子数：$2+2+4=8$
- 反键电子数：$2+3=5$
- 键级：$\frac{8-5}{2}=1.5$
- 不成对电子数：$1$（来自1个π*轨道的单电子）
- 磁性：顺磁性。