题目
[3.2]写出O2 ({O)_(2)}^+ ({O)_(2)}^- ({O)_(2)}^2- 的键级、键长长短次序及磁性。

题目解答
答案

解析
步骤 1:确定分子和离子的电子排布
O2分子的电子排布为:$0,{\pi }^{2}{\pi }^{2}\pi ,{3}^{2}$,其中$90-0=$?表示一个σ键,${\pi }^{2}{\pi }^{2}\pi$表示两个π键,${3}^{2}$表示两个未成对电子。
${{O}_{2}}^{+}$离子的电子排布为:$0,{\pi }^{2}{\pi }^{2}\pi ,{3}^{1}$,其中$90-0=$?表示一个σ键,${\pi }^{2}{\pi }^{2}\pi$表示两个π键,${3}^{1}$表示一个未成对电子。
${{O}_{2}}^{-}$离子的电子排布为:$0,{\pi }^{3}2,\pi {\dfrac {3}{2}}^{3}$,其中$90-0=$?表示一个σ键,${\pi }^{3}2$表示三个π键,${\dfrac {3}{2}}^{3}$表示三个未成对电子。
${{O}_{2}}^{2-}$离子的电子排布为:$0,{\pi }^{3}$,其中$90-0=$?表示一个σ键,${\pi }^{3}$表示三个π键,没有未成对电子。
步骤 2:计算键级
键级 = (σ键电子数 + 0.5 × π键电子数) / 2
O2分子的键级 = (2 + 0.5 × 4) / 2 = 2.5
${{O}_{2}}^{+}$离子的键级 = (2 + 0.5 × 4) / 2 = 2
${{O}_{2}}^{-}$离子的键级 = (2 + 0.5 × 6) / 2 = 1.5
${{O}_{2}}^{2-}$离子的键级 = (2 + 0.5 × 6) / 2 = 1
步骤 3:确定键长和磁性
键长与键级成反比,键级越大,键长越短。
磁性:有未成对电子的分子或离子为顺磁性,没有未成对电子的为抗磁性。
O2分子的电子排布为:$0,{\pi }^{2}{\pi }^{2}\pi ,{3}^{2}$,其中$90-0=$?表示一个σ键,${\pi }^{2}{\pi }^{2}\pi$表示两个π键,${3}^{2}$表示两个未成对电子。
${{O}_{2}}^{+}$离子的电子排布为:$0,{\pi }^{2}{\pi }^{2}\pi ,{3}^{1}$,其中$90-0=$?表示一个σ键,${\pi }^{2}{\pi }^{2}\pi$表示两个π键,${3}^{1}$表示一个未成对电子。
${{O}_{2}}^{-}$离子的电子排布为:$0,{\pi }^{3}2,\pi {\dfrac {3}{2}}^{3}$,其中$90-0=$?表示一个σ键,${\pi }^{3}2$表示三个π键,${\dfrac {3}{2}}^{3}$表示三个未成对电子。
${{O}_{2}}^{2-}$离子的电子排布为:$0,{\pi }^{3}$,其中$90-0=$?表示一个σ键,${\pi }^{3}$表示三个π键,没有未成对电子。
步骤 2:计算键级
键级 = (σ键电子数 + 0.5 × π键电子数) / 2
O2分子的键级 = (2 + 0.5 × 4) / 2 = 2.5
${{O}_{2}}^{+}$离子的键级 = (2 + 0.5 × 4) / 2 = 2
${{O}_{2}}^{-}$离子的键级 = (2 + 0.5 × 6) / 2 = 1.5
${{O}_{2}}^{2-}$离子的键级 = (2 + 0.5 × 6) / 2 = 1
步骤 3:确定键长和磁性
键长与键级成反比,键级越大,键长越短。
磁性:有未成对电子的分子或离子为顺磁性,没有未成对电子的为抗磁性。