Question

用分子轨道理论判断的稳定性大小和磁性强弱。

根据分子轨道理论判断各组物质中稳定性和磁性大小。
(1)NO+，NO，NO-；
(2)O2+ ，O2，O2- ，O22- 。

Answer 1

【答案】：NO分子中两个原子的1s和2s轨道组成分子轨道后，在成键轨道和反键轨道上都排满了电子，所以实际上没有参与成键．成键的是N原子的3个P电子与O原子的4个P电子．两个原子共6个P轨道组成三个成键的分子轨道(一个σp两个pπ)与三个反键的分子轨道(一个反σp两个反pπ)．在成键的三个分子轨道上排了三对电子，每一对电子的自旋方向相反．在反键上只有一个电子．由于分子中有一个不成对电子，所以NO有顺磁性（μs=1.73B.M.)
根据NO的分子轨道可以知道NO+的分子轨道一样，但没有那反键上的一个电子，就是说在NO+中所以的电子都位于成键的分子轨道上．所以NO+比NO更稳定.由于没有不成对电子，所以NO+是抗磁性的（μ＝0）
NO-分子的分子轨道与NO一样，但有两个反键轨道上各有一个自旋方向相同的电子．因此NO-的稳定性比NO还要差．但它的分子中有两个不成对电子，所以它也是顺磁性的，磁矩比NO强（μs=2*1.73B.M.）
在O2分子中成键的轨道也是靠两个O原子的P轨道线型组合而成．两个原子共6个P轨道组成三个成键的分子轨道(一个σp两个pπ)与三个反键的分子轨道(一个反σp两个反pπ)．在成键的三个分子轨道上排了三对电子，每一对电子的自旋方向相反．剩下的两个电子个占据一个反键轨道，且自旋方向相同．这样在O2分子中就有两个不成对的电子．所以O2是顺磁性的（μs=2*1.73B.M.）
O2+的分子轨道与O2一样，只是在反键轨道上只有一个不成对电子．所以它应该比O2稳定，也是顺磁性的（μs=1.73B.M.）
O2-比O2多出的一个电子排在反键轨道上，与原来一个反键轨道上的一个不成对电子成对．所以O2-比O2更不稳定，有1个不成对电子，因此是顺磁性的（μs=1.73B.M.)
O2＾2-比O2＾-还要多一个反键电子，使另一个没有成对的反键电子也成对了．所以O2＾2-比O2＾-更不稳定，没有不成对电子，所以是反磁性的．