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對雙原子分子的認識


化學家 / 2018-05-29

   迄今,我們僅考慮了由兩個相同同的原子或由同元素的一個原子和一個離子所產(chǎn)生的分子軌道。筒要地看一下,把分子軌道理論推廣應用于兩種不同元素的原子間的鍵所涉及的一些因素,是很有意思的。

    不同的元素通常有不同的電負性(參見表4-2)。這個差別反映在能級圖中,因為原子軌道是以不同的能級來表示的,電負性越大的元素它的原子軌道的能級越低。

    對于一個一般分子QR的分子軌道能級圖表示在圖5-15中。在式子中R代表電負性較高的元素。雖然也可能存在較高能量
的原子軌道,我們在這里僅考慮1s和28原子軌道。在圖中沒有化合的元素。元素R比元素Q有較高的電負性,如圖中所
示,在能量標度中,RB的原子軌道低于Q的原子軌道把電子專門表示出來。

    在圖中的數(shù)量w和y,標志元素Q和R結合成分子QR時原子軌道間重疊的程度。重疊程度的大小同鍵的共價性有關系。
相互作用就越大;就是向生成更強共價鍵的方向發(fā)展。通常2s軌
道比1s軌道離核更遠,將更容易發(fā)生相互作用。因此,2o往往比y大,有如圖中所示。

    數(shù)量x和z同同元素Q和R的原子軌道能量差有關系,也同兩個原子的電負性差值有關系。一般而言,原子軌道的能量差越大,鍵的極性或離子性就越大。這同我們先前討論的關于兩個結合原子的電負性差與共價鍵的極性以及這些鍵的“部分離子性”程度是有關聯(lián)的(參見第47節(jié))。有如前述,在氫分子中兩個原子是相同的,相應的原子軌道有相同的能量。因此,在這樣的一個共價鍵中極性(或部分離子性)極小。

    注意在圖5-15中,對QR分子來說,o1s成鍵分子軌道在能量上更接近于R的1s原子軌道,而和Q的1s原子軌道能量相

差較大。這表明元素R對o1s分子軌道中的一對電子的吸引力要大于元素Q對一對電子的吸引l。這一點與下述情況是一致的

R有較高的電負性,和在QR分子中R端的電子密度要大于在Q端的電子密度。

   氧化氮(II)分子NO是兩種不同元素所組成的雙原子分子的一個特例。氧原子的電負性(35)高于氮原子的電負性(3.0)。參見表4-2。形成NO分子的分子軌道能級圖,將指出在xp,反鍵軌道中有一個成單電子。


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