moea_joint
109年
[化學] 普通化學、無機化學
第 43 題
請用分子軌域模型預測 $\text{O}_2^+$ 及 $\text{O}_2^-$ 離子的鍵級(bond order)，分別為下列何者？
- A 2、1.5
- B 2.5、2
- C 2.5、1.5
- D 2、2.5
思路引導 VIP
請試著回想分子軌域模型中，「鍵結軌域」與「反鍵結軌域」對分子穩定性的貢獻有何不同？如果我們今天從一個分子中抽走一個電子，而這個電子原本是待在會「削弱化學鍵」的軌域裡，你覺得這個分子的鍵結會變得更強還是更弱呢？
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恭喜你準確地判斷出這題的答案！這顯示你對分子軌域理論（MO Theory）中，關於第二週期雙原子分子的電子填列非常有把握。
分子軌域與鍵級計算
在 $O_2$ 的分子軌域模型中，其價電子組態最後會填入兩個 $\pi^*$ 反鍵軌域。計算鍵級 (Bond Order) 的公式為：$(\text{鍵結電子數} - \text{反鍵結電子數}) / 2$。對於 $O_2^+$ 來說，我們是從 $O_2$ 的反鍵軌域中移除一個電子，這使得反鍵電子減少，鍵級由 2 提升至 $2.5$；相對地，$O_2^-$ 則是將一個電子填入反鍵軌域，增加了電子的排斥作用，因此鍵級會由 2 降至 $1.5$。
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