一氧化二氮的结构式是什么样的

时间:2023-02-20 02:08:22 阅读: 最新文章 文档下载
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营口高中邹老师教学随笔



一氧化二氮的结构式是什么样的?

一氧化二氮化学式为N2O,是无色有甜味气体,吸入它会感到欣悦快乐,能致人发笑,故俗名又称“笑气”但谈起它的分子结构,却令人笑不起来,使许多中学师生苦恼。以下我根据杂化轨道和配位键理论,分析N2O的分子结构:

N2O的分子中,有一个N原子属于中心原子,原子排列顺序为N-N-O

2p

基态氧原子的2p轨道表示式为:↑↓

2p

2p

2p

左侧N原子的2p轨道电子排布由 激发变为:↑↓

sp

中心N原子发生sp不等性杂化,价电子轨道表示式为:↑↓



其杂化轨道中的孤电子对与左侧N原子中空轨道形成配位键,单电子与O原子形成ϭ键;未杂化的两个2p轨道中的单电子分别与NO原子中的2p轨道单电子形成π键,结构式表示为:N N O 。其结构说明如下:

π

π

N N O

配位键

ϭ

对于N2O的分子结构,还有另一种写法:N N O ,这种结构用杂化轨道和配位键理论也完全解释得通:

2p

2p

氧原子的2p轨道电子排布由↑↓ 激发变为:↑↓ ↑↓

2p

左侧N原子的2p轨道电子排布 保持不变;

sp

2p

中间N原子依旧发生sp不等性杂化,价电子轨道表示式为:↑↓



不同的是,其杂化轨道中的孤电子对与O原子中空轨道形成配位键,杂化轨道中的单电子与N原子形成ϭ键;未杂化的两个2p轨道中的单电子都分别与N原子中的2p道单电子形成π键。其结构说明如下:


营口高中邹老师教学随笔



π π N N O ϭ 配位键

所以,有人说N2O中存在由两种结构互相转化的共振体,也是有理由的,但是哪种结构更稳定、存在机率更大呢?

首先,从等电子体理论判断,N2OCO2互为等电子体,分子结构及性质与CO2似,CO2结构式为O=C=O,因此N2O结构式应为:N N O

其次,依据电负性概念判断,在N N O 结构中,NN原子间以三键结合,电子云密度较大,而旁边的O原子电负性很大,吸引电能力很强,这种结构不稳定。在O原子作用下,π键电子云极易移向O原子,分子会自动异构化变为N N O 式;这种变化趋势,类似于有机化合物中,C=COH结构不稳定,C=C间的电子云移向O原子,自动异构化变为CC=O,都是电负性关系在起作用。

综上所述,N2O的分子结构,表示为:N N O ,更符合杂化轨道、配位键理论、等电子原理,及电负性概念,这种结构更稳定,存在机率更大。


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