Domanda #84799

Risposta:

Ecco cosa ho ottenuto.

Spiegazione:

Al fine di disegnare ossigeno diagramma orbitale molecolare, devi iniziare dando un'occhiata a cosa orbitali atomici hai per un atomo di ossigeno, $O$ $"O"$ .

Come sapete, l'ossigeno si trova nel periodo 2, gruppo 16 di la tavola periodica e ha un numero atomico uguale a $8$ $8$ . Ciò significa che il configurazione elettronica di uno neutro atomo di ossigeno deve tenere conto $8$ $8$ elettroni.

Più specificamente, sarà la configurazione elettronica di un atomo di ossigeno

$O: 1 s^{2} 2 s^{2} 2 p^{4}$ $"O: " 1s^2 2s^2 2p^4$

Quindi, quanti orbitali atomici sono occupati in un atomo di ossigeno?

the 1s-orbital

the 2s-orbital

all three of the 2p-orbitals

Adesso, ogni produrrà la corrispondente coppia di orbitali atomici due orbitali molecolari, un bonding orbitale molecolare, che è più basso di energia rispetto agli orbitali atomici, e un anti-bonding orbitale molecolare, che è più alto in energia rispetto agli orbitali atomici.

Dal momento che hai un totale di cinque orbitali atomici, puoi aspettarti di avere un totale di dieci orbitali molecolari per il $O_{2}$ $"O"_2$ molecola.

Per semplicità, userò un diagramma che non mostra il 1s-orbitali e il loro corrispondente $σ_{1 s}$ $sigma_(1s)$ e $σ_{1 s}^{*}$ $sigma_(1s)^"*"$ orbitali molecolari (MO).

Quindi, ecco come dovrebbe disegnare il diagramma

The 1s-orbitali e i loro corrispondenti orbitali molecolari sembrano esattamente come 2s-orbitali, così puoi disegnarli sotto gli orbitali 2s se vuoi.

Ora, poiché stiamo escludendo gli orbitali 1s, il numero totale di elettroni disponibile per questo diagramma sarà uguale a $12$ $12$ , $6$ $6$ da ciascun atomo di ossigeno.

Inizia a riempire gli orbitali molecolari facendo causa a Principio di Aufbau, Regola di Hund e Principio di esclusione di Pauli.

Inizia dall'orbitale molecolare che è più basso in energia, che in questo diagramma è il $σ_{2 s}$ $sigma_(2s)$ MO, e fatti strada.

Il diagramma dovrebbe apparire così

In questo momento, ordine obbligazionario, che ti dice quanti legami puoi aspettarti di trovare tra due atomi, viene calcolato usando la formula

$B.O. = \frac{1}{2} \cdot ({no. of bonding e}^{-} - {no. of anti-bonding e}^{-})$ $color(blue)("B.O." = 1/2 * ("no. of bonding e"^(-) - "no. of anti-bonding e"^(-))$

The elettroni di legame sono quegli elettroni situati in bonding MO di. Sono mostrati in $green$ $color(green)("green")$ nel diagramma sopra.

Quindi, contiamo questi elettroni - quelli situati nel $σ_{1 s}$ $sigma_(1s)$ e $σ_{1 s}^{*}$ $sigma_(1s)^"*"$ Anche il conteggio di MO!

$2$ $2$ in the $σ_{1 s}$ $sigma_(1s)$ MO

$2$ $2$ in the $σ_{2 s}$ $sigma_(2s)$ MO

$2$ $2$ in the $π_{2 p x}$ $pi_(2px)$ MO

$2$ $2$ in the $π_{2 p y}$ $pi_(2py)$ MO

$2$ $2$ in the $π_{2 p z}$ $pi_(2pz)$ MO

Questo ti dà un totale di $10$ $10$ elettroni di legame.

Ora concentrati sulla ricerca del numero di elettroni anti-legame, che si trovano in anti-bonding MO di. Sono mostrati in $red$ $color(red)("red")$ nel diagramma sopra.

$2$ $2$ in the $σ_{1 s}^{*}$ $sigma_(1s)^"*"$ MO

$2$ $2$ in the $σ_{2 s}^{*}$ $sigma_(2s)^"*"$ MO

$1$ $1$ in the $π_{2 p y}^{*}$ $pi_(2py)^"*"$ MO

$1$ $1$ in the $π_{2 p z}^{*}$ $pi_(2pz)^"*"$ MO

Questo ti dà un totale di $6$ $6$ elettroni anti-legame.

The ordine obbligazionario perché la molecola di ossigeno sarà così

$B.O. = \frac{1}{2} \cdot (10 - 6)$ $"B.O." = 1/2 * (10 - 6)$

$B.O. = \frac{1}{2} \cdot 4 = 2$ $"B.O." = 1/2 * 4 = color(green)(2)$

Questo ti dice che i due atomi di ossigeno sono legati insieme tramite a doppio legame, che ovviamente consiste in a sigma e pi bond.

Infine, il comportamento magnetico è determinato dalla presenza di elettroni spaiati.

Più specificamente, se una molecola ha elettroni spaiati, lo sarà paramagnetica, cioè sarà attratto da un campo magnetico esterno.

Se non hanno elettroni spaiati, lo sarà diamagnetic, cioè sarà respinto da un campo magnetico esterno.

Come puoi vedere, la molecola di ossigeno ha due elettroni spaiati in due MO anti-bonding, $π_{2 p y}^{*}$ $pi_(2py)^"*"$ e $π_{2 p z}^{*}$ $pi_(2pz)^"*"$ .

Ciò significa che la molecola di ossigeno sarà paramagnetica.

Ecco un video molto interessante che mostra il carattere paramagnetico dell'ossigeno

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