酸素分子の電子配置を考える!

O2:等核二原子分子の軌道エネルギー

分子軌道の配列に、パウリの排他原理にしたがって下から順々に電子を入れていく構成原理を用いて、分子の基底電子配置を予想するために、まず軌道エネルギーを考える。

O2の軌道エネルギーは下図のようになる。

O2分子の軌道エネルギー準位

酸素分子O2の基底状態電子配置

O2分子は12個の価電子を持つ。

図1の軌道エネルギーにしたがって、電子を割り当てると。

O2分子の基底電子配置

O2の最低エネルギー電子配置は、2個の不対電子が別々のπ軌道入っている。

O2が常時性を示すのはこのためである。

超酸化物イオンO2-の基底状態電子配置

O2-分子は13個の価電子を持つ。

ここで、軌道のエネルギー順がO2分子の時と変わらないと仮定する。

したがって、電子を割り振ると以下のようになる。

O2ー分子の基底電子配置

過酸化物イオンO22-の基底状態電子配置

O22-分子は14個の価電子を持つ。

ここで、軌道エネルギー順がO2分子の時と変わらないと仮定する。

電子配置は以下のようになる。

O22ー分子の基底電子配置

注意事項

今回、超酸化物イオン、過酸化物イオンの軌道のエネルギー順が変化しないと仮定したが、実際は変わるかも知れない。


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