下列分子中属于顺磁性的是()。A. H₂B. N₂C. O₂D. F₂
A. H₂
B. N₂
C. O₂
D. F₂
题目解答
答案
解析
本题考查分子的顺磁性相关知识,解题思路是根据分子轨道理论判断各分子中是否存在未成对电子,若存在未成对电子则分子具有顺磁性,若不存在未成对电子则分子具有抗磁性。
1. 分析选项A:$H_{2}$
根据分子轨道理论,$H_{2}$的分子轨道式为$(\sigma_{1s})^{2}$。
从分子轨道式可以看出,$H_{2}$分子中所有电子都已成对,不存在未成对电子,所以$H_{2}$是抗磁性分子。
2. 分析选项B:$N_{2}$
$N_{2}$的分子轨道式为$(\sigma_{1s})^{2}(\sigma_{1s}^{*})^{2}(\sigma_{2s})^{2}(\sigma_{2s}^{*})^{2}(\pi_{2p_{y}})^{2}(\pi_{2p_{z}})^{2}(\sigma_{2p_{x}})^{2}$。
在$N_{2}$分子的分子轨道中,每个轨道上的电子都是成对出现的,不存在未成对电子,因此$N_{2}$是抗磁性分子。
3. 分析选项C:$O_{2}$
$O_{2}$的分子轨道式为$(\sigma_{1s})^{2}(\sigma_{1s}^{*})^{2}(\sigma_{2s})^{2}(\sigma_{2s}^{*})^{2}(\sigma_{2p_{x}})^{2}(\pi_{2p_{y}})^{2}(\pi_{2p_{z}})^{2}(\pi_{2p_{y}}^{*})^{1}(\pi_{2p_{z}}^{*})^{1}$。
从分子轨道式可知,$O_{2}$分子的$\pi_{2p_{y}}^{*}$和$\pi_{2p_{z}}^{*}$轨道上各有一个未成对电子,所以$O_{2}$是顺磁性分子。
4. 分析选项D:$F_{2}$
$F_{2}$的分子轨道式为$(\sigma_{1s})^{2}(\sigma_{1s}^{*})^{2}(\sigma_{2s})^{2}(\sigma_{2s}^{*})^{2}(\sigma_{2p_{x}})^{2}(\pi_{2p_{y}})^{2}(\pi_{2p_{z}})^{2}(\pi_{2p_{y}}^{*})^{2}(\pi_{2p_{z}})^{2}$。
在$F_{2}$分子的分子轨道中,所有电子都已成对,不存在未成对电子,所以$F_{2}$是抗磁性分子。