无机化学第三版下册答案第二十一章第十三章_氧族元素(1)

第十三章 氧族元素

1.试用论分子轨道理描述下列各物种中的键、键级和磁性（顺磁性、逆磁性）和相对稳定性。

2 －

(1)O 2(二氧基阳离子)；(2) O2 ；(3)O2(超氧离子) ；(4)O2(过氧离子)。

答：O2分子阳、阴离子的分子轨道能级与O2分子的相同。

2*2222*1(1) O 2 [KK( 2s)( 2s)( 2px)( 2py)( 2pz)( 2py)]

O 有一个σ键，一个π键，一个三电子键： 2

6 1 键级(B·O) 2.5 2

有1个成单电子，显顺磁性。

2222*1*1

(2) O2 [KK( 2s)2( * 2s)( 2px)( 2py)( 2pz)( 2py)( 2pz)]

键级(B·O)

6 2

2 2

有一个σ键，2个三电子键；有2个成单电子，显顺磁性。

2*2222*2*1

(3) O－2[KK( 2s)( 2s)( 2px)( 2py)( 2pz)( 2py)( 2pz)]

6 3 键级(B·O) 1.5

2

有一个σ键，一个三电子键；有1个成单电子，显顺磁性。

2*2222*2*2

(4) O22 [KK( 2s)( 2s)( 2px)( 2py)( 2pz)( 2py)( 2pz)]

2 键级(B·O) 1

2

无成单电子，为反磁性。 O22

－2

分子或离子的键级大，其稳定性就强，所以稳定性： O > O >>OO222；分子或离子的磁2

－2

性与成单电子数有关，成单电子数越多，磁性越强，所以磁性 O2>O 2＝O2>O2，

2.重水和重氧水有何差别？写出它们的分子式。他们有何用途？如何制备？ 答：重水为D216O或D2O；重氧水为H218O。

重水D2O是核能工业中常用的中子减速剂；重氧水H218O是研究化学反应特别是水解反应机理的示踪物。二者的差别是：H218O不能维持动植物体的生命，电解水时，H2O优先分解,而重水D2O聚集在残留液中，经长时间电解后蒸馏其残留液可得到重水D2O 。 3.解释为什么O2分子具有顺磁性，O3具有反磁性？

答：O2分子中有2条三电子п键，电子未完全配对，有2个单电子，所以有顺磁性，而O3分

4

子中有2条σO－O键，1条 3键，电子均已配对，所以有反磁性。

4.在实验室怎样制备O3？它有什么重要性？

答：在实验室里制备臭氧主要靠紫外光(<185nm)照射氧或使氧通过静电放电装置而获得臭氧与氧的

混合物，含臭氧可达10%。臭氧发生器的示意图见图13-10。它是两根玻璃套管所组成的,中间玻璃管内壁镶有锡锚，外管外壁绕有铜线,当锡箔与铜线间接上高电压时，两管的管壁之间发生无声放电(没有火花的放电)，产生电弧，02就部分转变成了03。

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