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为什么氧不会失去6个电子,得到封闭壳层构型1s2?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2021-01-07 09:07:47

在回答你的问题之前,我必须记住,氧化态的定义是,当所有的键都是离子时,原子上的电荷。考虑硫酸盐离子年代⁶⁺阳离子周围四个O²⁻阴离子不是一个合理的模型,由于硫拿走6个电子将花费太多的精力。因此,在S-O键中必须考虑到某些共价特性。

另一方面,当所有键都被认为是100%共价键时,可以计算形式电荷而不是氧化态。当硫的形式电荷为+2或零电荷时,可以写出刘易斯图:

为什么氧不会失去6个电子,得到封闭壳层构型1s2

氧化态和形式电荷都不能代表原子上真正的电荷分布。准确的电荷值来自于电子密度图和电势图(通过量子力学计算或x射线技术得到)。

现在回答你的问题。六个步骤的总结能量电离(见电离能的元素(数据页)——维基百科)可以发现有必要26665 kJ摩尔⁻¹电离原子年代⁶⁺;这个值低于氧的41789 kJ mol¹,但还不足以使这种离子容易产生。因此,必须考虑某些共价性。

考虑到共价键,一个中心原子倾向于与尽可能多的原子结合。这个数字受到一些因素的限制。一个是中心原子的电子结构。在价键理论中,硫在填充的3s和部分填充的3p轨道上有3d的空轨道,使得更多的氧原子与硫结合。另一方面,氧有2s和2p价态轨道,但由于量子力学的限制,二维轨道不存在。在分子轨道理论中,人们认为硫的原子价轨道比较大,能更好地与其他原子的轨道重叠,而氧的原子价轨道比较紧凑,重叠程度不如硫,共价性较差。

另一个因素是中心原子的大小。硫的原子半径更大,所以它能容纳更多的原子。而体积较小的氧,其周围的原子也较少。

这个问题没有简单的答案,但我确定,电子闭合壳层绝对不是一个正确的解释,为什么硫比氧能形成更多的键。
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