文档介绍：二氧化氮的电子结构(精)
二氧化氮的电子结构(精)
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二氧化氮的电子结构(精)
二氧化氮的电子结构
二氧化氮是氮的一种重要氧化物，它二聚生成
N2O4 的反应作为典型演示实验常给人留下深
刻的印象。 NO 2 的结构参数列于表
1 中。按照国内各种教材广泛采用的成键模型，
二氧化氮
是有
大 π键的典型分子。这种模型可表示为
成键模型（Ⅰ）有两点值得注意。
（ 1）位于氮后侧的非键 σ 型轨道含有一对孤电子；（ 2）
大 π 键含有三个电子，其中两个进入成键
π 轨道，一个进入非键
π 轨道。
成键模型（Ⅰ）虽然指出了
2
N— O键长比标准单键
NO中 N— O键的双键性，解释了
短的原因，但却与一些重要实验事实相悖。电子顺磁共振谱证明，
2
NO中的单电子是位于氮
原子 σ 型非键轨道中的孤电子，而不是非键
π 电子。如果单电子真是
π 电子，那么就无
法解释表
1 表明 NO2的分子得失一个电子后键长只略有改变，但键角却剧烈变化的事实，因
为 π 电子数一般对键长的影响远强于对键角的影响。显然，成键模型（Ⅰ）是不成立的。
2
根据 NO分子的定性分子轨道能解图可将成键模型可以简略地表示为
成键模型（Ⅱ）与成键模型（Ⅰ）的主要差别在于，分子中含有一个
大 π 键，而氮原子
后侧的 σ 型轨道中只有一个孤电子。由于（Ⅱ）中的四个 π 电子有两个是成键电子，有两
个是非键电子，故

大 π 键的 π 键级为一，同（Ⅰ）一样正确地预示了

O— N键的双键
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二氧化氮的电子结构(精)
性。
二氧化氮的电子结构(精)
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二氧化氮的电子结构(精)
根据价层电子对互斥理论，位于氮后侧的 A1 轨道电子数对分子形状有决定性影响。
—
+
2、1 和 0，故 N—O键电子对受到的斥力依
在 NO
、NO和 NO 中，这个轨道的电子数分别为
2
2
2
次减弱，键角依次增大，
这就圆满解释了表 1 所列键角的递变性。另一方面，这个轨道中的
电子数越多，反键效应越强，
N— O键的强度越弱，键越长，因此这个轨道的反键性就定性
地解释了表
1 所列键长的递变性。显然，成键模型（Ⅰ）是无法合理解释这两种递变性的。
两个 NO分子沿
N— N 连线共面接近即生成
N O 分子，此分子的结构参数如下
[7]
：
2
2
4
d(O— N)=118pm;
0
0
d(N—N)=175pm; ∠ONN=112 ;
∠ONO=135
N2O4 分子结构有两个有趣特点：（ 1） N— N 键长远大于标准 N—N 单键长 146pm
（H2N— NH2 的 N—N