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一氧化碳為何是碳氧三鍵

2023-01-03 19:56 作者:化學迷-yy  | 我要投稿

就是用等電子原理,我們已經(jīng)知道氮氣是sp雜化,而且氮氣是三鍵的,因為氮氣和一氧化碳都只有兩個原子而且電子總數(shù)都是14,所以它們?yōu)榈入娮芋w。所以一氧化碳也是三鍵。因為等電子體有相似的結(jié)構。

分子軌道理論中
C
2p2
O
2p4
CO經(jīng)過軌道加減得到1個∑成鍵軌道
2個π成鍵軌道
2個π反鍵軌道
1個∑反鍵軌道
一個軌道最多容納2個電子
因為一共6個p電子
所以要按順序填在1個∑成鍵軌道
2個π成鍵軌道上
所以是三鍵
經(jīng)典理論中
除了CO雙鍵外
氧原子一對電子饋給C原子的一個空軌道
所以是三鍵

以一氧化碳為例,其中有一根正常的σ鍵和一根正常的π鍵,但是第三根鍵比較特殊,由于碳是sp雜化,2s電子沒有激發(fā),所以它有一個空的p軌道,這樣氧原子就把自己的一對π電子填入碳的p軌道形成反饋π鍵。前兩根鍵都是碳原子和氧原子各出一個電子成鍵,反饋π鍵由氧提供一對電子,因此氧在吸引電子云時碳原子實際上只有兩個電子被氧拉跑了,故呈現(xiàn)+2價。

判斷化合價可以從該原子的提供的成鍵電子分析。若成鍵電子對偏離該原子,則化合價=+該原子提供的成鍵電子數(shù);若成鍵電子對偏向該原子,則化合價=-該原子吸引的由其他原子提供的成鍵電子數(shù)。

一氧化碳的結(jié)構實際上更合適的寫法為:

一氧化碳的分子結(jié)構圖


其中那個箭頭是一個配價鍵。
如果沒有學過配位化合物可以簡單去這樣理解:碳需要得到四個電子,不管是通過共用電子對還是通過直接變成離子,總之是要得到四個電子。而普通的化學鍵,也就是那兩個橫線代表著一對電子,其中一個來自碳,一個來自氧。兩個鍵就相當于碳得到了兩個電子。而那個箭頭代表的那對電子全部來自于氧,因此碳又得到兩個電子,符合碳得到四個電子的規(guī)律。

:C≡O:CO鍵級為3,是N2的等電子體
從鍵的形成結(jié)構看,其中一個是σ鍵,兩個是π鍵;
從鍵的極化方向看,其中兩個是共價鍵,一個是配位鍵。
C、O都是sp雜化以成三鍵
其中,C提供了兩個電子,形成了其中兩個共價鍵
而O提供了四個電子,兩個與形成上述兩個共價鍵,另外兩個單獨提供給C形成配位鍵(反饋鍵)
從等價角度看,相當于C-離子和O+離子(都是N原子的等電子體)形成C≡O
盡管O的電負性比C大,三鍵的電子云略偏向于O
但是因為O提供了兩個電子,因此CO分子總體的極性
是C端略顯負性、O端略顯正性,偶極矩矢量從C指向O
CO作為配體給金屬原子或離子配位時,也是C端提供孤對電子的:
M←C≡O

一氧化碳的結(jié)構實際上更合適的寫法為:其中那個箭頭是一個配價鍵。如果沒有學過配位化合物可以簡單去這樣理解:碳需要得到四個電子,不管是通過共用電子對還是通過直接變成離子,總之是要得到四個電子。而普通的化學鍵,也就是那兩個橫線代表著一對電子,其中一個來自碳,一個來自氧。兩個鍵就相當于碳得到了兩個電子。而那個箭頭代表的那對電子全部來自于氧,因此碳又得到兩個電子,符合碳得到四個電子的規(guī)律。


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