单线态氧1∑g+为何不存在自旋限制?1∑g+的πx和πy两个轨道分别只有1个电子,虽然是自旋方向相反,也算是在两个轨道中分别具有一个价电子,要夺取别的原子具有的分别在各自轨道上跟它相对但自旋方向跟它相反的两个电子应该也不容易吧,何况这样的原子应该和1∑g+一样也很难出现.图片摘自Wipi.按照pauli’s 原则在原子或分子轨道中的两个电子都是自旋相反的,所以不可能满足此标准,这就限制了
o2+与o2-顺磁性的强弱百(2是下标,+-是上标度Ag+抗磁性(价电子4 d10,没有单电子)O2 顺磁性(氧气的问分子轨道中有答2个单电子).O2分子轨道(σ回1s)2,(σ1s*)2(σ2s)2,(σ2s*)2,(σ2p)2,(π2p)4,(π*2p)1,(π*2p)1最后面,有2个单电子N2O4+4价答NCl3-3价,因为Cl的电负性比N大
“单线态氧1∑g+为何不存在自旋限制?这里所说的“自旋限制”?神马意思?首先,Pauli’s 不相容原理,在“同一个”原子或分子轨道中的两个电子自旋必须相反。再,1∑g+单线态为氧分子的一个激发态,接受“外来”电子,同氧的三线态基态一样,并不受限制。只有当与其它基态“双自由基”分子反应时,由于自旋态的对称性不同,氧的这两种状态的反应性才有不同。其它基态“双自由基”分子与三线态基态氧反应是“自旋对称性可允”的,而与单线态1∑g+氧分子反应是“自旋对称性禁阻”的。“这就限制了电子向氧分子上的转移,使O2只能一次接受一个电子”?
氧气的分子结构 O2分子内的2113化学键通常是共价键。从实验上来说,5261顺磁4102共振光谱证明O有顺磁性,还证明O有两1653个未成对地电子。说明原来的以双键结合的氧分子结构式不符合实际。氧气的结构如右图所示,基态O2分子中并不存在双键,氧分子里形成了两个三电子键。氧的分子轨道电子排布式是,在π轨道中有不成对的单电子,所以O2分子是所有双原子气体分子中唯一的一种具有偶数电子同时又显示顺磁性的物质。两个氧原子进行sp轨道杂化,一个单电子填充进sp杂化轨道,成σ键,另一个单电子填充进p轨道,成π键。氧气是奇电子分子,具有顺磁性。单线态氧和三线态氧普通氧气含有两个未配对的电子,等同于一个双游离基。两个未配对电子的自旋状态相同,自旋量子数之和S=1,2S+1=3,因而基态的氧分子自旋多重性为3,称为三线态氧。在受激发下,氧气分子的两个未配对电子发生配对,自旋量子数的代数和S=0,2S+1=1,称为单线态氧。空气中的氧气绝大多数为三线态氧。紫外线的照射及一些有机分子对氧气的能量传递是形成单线态氧的主要原因。单线态氧的氧化能力高于三线态氧。单线态氧的分子类似烯烃分子,因而可以和双烯发生狄尔斯-阿尔德反应。
分子自旋态的分析 因为电子有自旋,并且自旋角动量有加和性.所以电子填充到分子的轨道中后就有相应的总自旋角动量,它是分子中所有电子自旋角动量的和.分子的不同的总自旋角动量对应了不同的分子中电子的总的自旋状态,也就是分子的自旋态.自旋态是分子的一种状态,而不是变化.自旋态的改变是分子内部发生的变化,一般不细分它是物理变化或者化学变化.如果一定要细分,大多数分子自旋态的改变是物理变化,键的断裂和生成没有同时发生,例如单重态和三重态氧分子、单重态和三重态卡宾分子、单重态和三重态甲醛分子等.但也有少数可以看作化学变化,例如丁二烯由单重态变为三重态的过程端基的双键变为单电子和单键,中间碳的单键缩短为双键.因为自旋态只是分子的一种状态,所以它不能改变分子的性质.自旋态改变,分子种原子的种类和数目也不会变.自旋在这里实际上是电子的性质,它的改变会改变分子中电子的排布,进而一定程度上改变不同自旋态下分子的稳定结构.
分子自旋态的分析 因为电子有自旋,并且自旋角动量有加和性。所以电子填充到分子的轨道中后就有相应的总自旋角动量,它是分子中所有电子自旋角动量的和。分子的不同的总自旋角动量对应了不同的分子中电子的总的自旋状态,也就是分子的自旋态。自旋态是分子的一种状态,而不是变化。自旋态的改变是分子内部发生的变化,一般不细分它是物理变化或者化学变化。如果一定要细分,大多数分子自旋态的改变是物理变化,键的断裂和生成没有同时发生,例如单重态和三重态氧分子、单重态和三重态卡宾分子、单重态和三重态甲醛分子等。但也有少数可以看作化学变化,例如丁二烯由单重态变为三重态的过程端基的双键变为单电子和单键,中间碳的单键缩短为双键。因为自旋态只是分子的一种状态,所以它不能改变分子的性质。自旋态改变,分子种原子的种类和数目也不会变。自旋在这里实际上是电子的性质,它的改变会改变分子中电子的排布,进而一定程度上改变不同自旋态下分子的稳定结构。
单线态氧1∑g+为何不存在自旋限制? 1∑g+的πx和πy两个轨道分别只有1个电子,虽然是自旋方向相反,也算是在两个轨道中分别具有一个价电子,要夺取别的原子具有的分别在各自轨道上跟它相对但自旋方向跟它相反。
用分子轨道理论解释为什么O2具有顺磁性以及Ne2分子不存在 几乎所有物质的核磁矩可以忽略;那么剩下来的还有两项磁矩的状态(是否冻结)就决定了物质的磁学性能。这两项磁矩分别是“电子自旋磁矩”和“轨道磁矩”。轨道上电子为偶数则电子自旋磁矩正负抵消;Ne2分子属于弱极性分子状态,各轨道电子为偶数,没有剩余电子自旋磁矩;且轨道处于满状态,电子轨道磁矩冻结。故没有顺磁性。而氧分子属于sp杂化轨道共价键分子;虽无电子自旋磁矩剩余,但电子轨道磁矩略有剩余(不完全冻结);所以,在低温下(液体状态)会有顺磁性。
为什么低自旋会使原子直径变小呢?血红蛋白与氧结合时 氧分子与Fe(ll)通过共价配位键结合,但是分子氧使总配位场增强Fe(ll)采取低自旋(loW--spin)结构,4个不成对电子被挤到二个轨道内,原子直径比脱氧时缩小,我的问题就是为什么亚铁的直径会变小呢?是不是轨道变少了原子直径就变小了呢?不盛感激 本来就是亚铁,只是配位结合了氧 而形成了低自旋,从而半径变小的 我也不知道为什么