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氮气的分子轨道示意图

f2 (18e) : (σ1s)2 (σ*1s)2 (σ2s)2 (σ*2s)2 (σ2px)2 (π2py)2 (π2pz)2 (π*2py)2 (π*2pz)2 键级为1

O2[ K K(σ2s)2(σ*2s)2(σ2p x) 2(π2p y)2(π2p z)2N2 [ K K(σ2s)2(σ*2s)2(π2p y)2(π2p z)2(σ2p x)2

σ键成键轨道的π键成键轨道的能量有差异.第二周期元素在氮和氮之前的元素,2σ的成键轨道的能量比2π成键轨道要高,所以先填入2π成键轨道;从氧开始2π成键轨道的能量就超过了2σ的成键轨道,这个时候就先填入的是2σ成键轨道.而2σ*和2π*这样的反键轨道不存在这样的能量反转,始终是2π*反键轨道能量低于2σ*反键轨道.

N2[K K σs2 σs*2 σp2 σp*2 πp2]

两个氮元素内侧三对电子 外侧各一对电子 共五对电子

氮气在极低温下会液化成白色液体,进一步降低温度时,更会形成白色晶状固体.化学性质氮气分子的分子轨道式为,对成键有贡献的是三对电子,即形成两个

两个氮元素内侧三对电子 外侧各一对电子 共五对电子 N2[K K σs2 σs*2 σp2 σp*2 πp2]

N2的分子轨道是[KK](1σ键级=(成键电子-反键电子)/2=3 而N2+的分子轨道是[KK](1σg)2(1σu)2(1πu)2(2σg)1,键级略小于3, 所以N2+的键级小于N2的键级,所以N2+的键能小于N2的键能.

C2+ (11e) : (σ1s)2 (σ*1s)2 (σ2s)2 (σ*2s)2 (π2py)2 (π2pz)1 O2- (17e) : (σ1s)2 (σ*1s)2 (σ2s)2 (σ*2s)2 (σ2px)2 (π2py)2 (π2pz)2 (π*2py)2 (π*2pz)1 F2+ (17e): (σ1s)2 (σ*1s)2 (σ2s)2 (σ*2s)2 (σ2px)2 (π2py)2 (π2pz)2 (π*2py)2 (π*2pz)1

这个要用分子轨道理论来解释.N2分子轨道成键是[KK(σ2s)2(σ*2s)2(π2py)2(π2pz)2(π2px)2]KK表示两个氮原子的K层电子,因为在内层,重叠很小,基本上保持原子轨道的形式,对成键无贡献,(σ2s)2(σ*2s)2表示成键σ轨道和反键σ轨道,括号外的2表示轨道里填充的电子数,可见成键σ键与反键σ键相互抵消,对键没有贡献,(π2py)2(π2pz)2(π2px)2]表示三个π键成键轨道,均填充2个电子,对键的贡献分别是1(即键级),所以N2的键级是3,且没有单电子,故为反磁性物质.

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