CO分子中含有一个σ键和一个π键,化学键构成解析!

一氧化碳CO的分子结构介绍

CO分子是由一个碳原子和一个氧原子结合而成的异核双原子分子,其分子形状为直线型。根据价键理论,碳原子和氧原子各含有两个未成对的电子,这两个电子可以形成两个共价键。其中一个键是σ键,由两个原子的电子沿x轴偶合构成;另一个是π键,由两个电子沿x轴“肩并肩”构成。这一双键的特性类似于一般的碳氧双键(即羰基)。

尽管在理论上,CO的键长、键能和偶极矩与一般碳氧双键相似,但实际测得的数据存在一些差异。例如,CO的键长比一般碳氧双键短,键能更大,而偶极矩更小。为了解释这些差异,有学者提出CO分子具有三重键结构,除了一个σ键和一个π键外,还有一个配位键。这一结构能够通过分子轨道理论得到验证。在CO分子中,碳原子的最外层电子与氧原子的最外层电子相互作用,形成了两个共价键和一个配位键,总共三个共价键。这一三重键结构导致了CO分子的键长较短、键能较大以及偶极矩较小的特性。由于氧原子的电负性较高,电子云偏向于氧原子,使得CO分子具有一定的极性。由于配位键中电子对是由氧原子单独提供的,这导致电子云在一定程度上反馈到碳原子上,补偿了氧原子和碳原子间电负性差所造成的极性,从而使得CO分子的偶极矩较小。这一结构与实验结果相吻合。