具体来说,为什么氢氧根带一个负电荷?

时间:2021-01-04 09:06:38   作者:
氧(O)原子有很大的电子亲和力,当与氢(H)原子结合时,电子亲和力增加。所以,无论什么时候,OH连在一个分子上,它都会从分子的其他部分拉出电子。

详细阐述:

中性氧原子有8个质子,8个中子和8个电子。带正电荷的质子与中子聚集成一个极小的质量,称为原子核,而电子根据量子力学将自己组织成由轨道组成的壳层。

具体来说,氧的1s轨道有2个电子,2s轨道有2个电子2p轨道有4个电子。1s轨道上的电子比2s或2p轨道上的电子更靠近原子核,这使得它们“屏蔽”了外轨道电子所看到的核电荷;基本上,那些外部的电子看到一个净正电荷从原子核减少了负电荷的电子在他们和原子核之间。一般来说,这意味着外层轨道的电子与原子的结合没有内层轨道的电子那么紧密。然而,在氧的情况下,这种屏蔽相对较弱,因为内轨道只有2个电子。结果,2s和2p轨道上的每个电子仍然可以看到大部分的核电荷,大约是+4。5e,并且仍然紧紧地束缚在氧原子上。事实上,正因为如此,氧原子在2p轨道上多了1个电子会比中性原子更稳定,也就是作为O -离子。氧的这种特性称为电负性;氧倾向于接受从其他地方得到的电子,而不是捐赠电子。

羟基(OH)分子保留了氧原子的电负性。分子轨道图是这样的:

具体来说,为什么氢氧根带一个负电荷

在强束缚的3σ轨道中有2个电子(从氧原子的2s轨道迁移),在外层的4σ和1π轨道中有5个电子(4个来自氧的2p轨道,1个来自氢的1s轨道)。1π轨道有一个开槽,就像氧原子的2p轨道一样,只是被其他电子轻微屏蔽,而且被周围带正电的氢原子核稳定下来。这两种效应共同赋予OH的电子亲和力为1.83 eV*,这意味着OH−的总能量低于中性OH分子加上自由电子。

由于这个原因,OH基团具有很强的电负性(甚至比原子氧还要强,原子氧的电子亲和力为1.46 eV)——它倾向于从分子中邻近基团夺取电子,从而产生负电荷。
声明:本文内容由互联网用户自发贡献自行上传,本网站不拥有所有权,未作人工编辑处理,也不承担相关法律责任。如果您发现有涉嫌版权的内容,欢迎发送邮件至:123456789@qq.com 进行举报,并提供相关证据,工作人员会在5个工作日内联系你,一经查实,本站将立刻删除涉嫌侵权内容。