Eine Säure, #HA#unterliegt in Wasser dem folgenden Gleichgewicht:

#HA(aq) + H_2O(l) rightleftharpoons H_3O^+ + A^-#

Bei starken Säuren liegt dieses Gleichgewicht stark rechts; und für schwache Säuren liegt das Gleichgewicht auf der linken Seite (wie geschrieben, dh wie wir dem Geröll gegenüberstehen).

Wie für jedes Gleichgewicht können wir die Gleichheit der Vorwärts- und Rückwärtsraten, dh die Gleichgewichtsbedingung, wie folgt schreiben:

#K_a# #=# #([H_3O^+][A^-])/([HA(aq)])#

#K_a# ist also einfach eine Zahl, die für verschiedene Säuren bei verschiedenen Temperaturen gemessen werden muss; Es gibt große Unterschiede in #K_a# Werte. Bei starken Säuren #K_a# Werte sind groß (normalerweise größer als 10); für schwächere Säuren #K_a# sind viel kleiner und die Gleichgewichtsgleichung liegt links.

#pK_a# Werte, wo #pK_a=-log_10K_a#sind andere Raffinesse zu diesem Ansatz. Die stärkeren Säuren haben typischerweise NEGATIV #pK_a# Werte ... dh das Ausmaß der Protonolyse wird allgemein als quantitativ angesehen

Um den genauen Wert von zu erhalten #cos(-30)#

http://www.ask-math.com/all-sin-cos-tan-rule.html

#cos (-30) # liegt im IV-Quadranten, wo nur cos und sec positiv sind.

Daher #cos(-30) = cos 30 = cos (pi/6)#

Aus der obigen Tabelle

#color(brown)(cos (-30) = cos 30 = cos (pi/6) = sqrt3 / 2 = 0.866#

Um Sauerstoff zu ziehen MolekülorbitaldiagrammSie müssen zunächst einen Blick darauf werfen, was Atomorbitale Sie haben für eine Sauerstoffatom, #"O"#.

Wie Sie wissen, befindet sich Sauerstoff in Periode 2, Gruppe 16 von das Periodensystem und hat eine Ordnungszahl gleich #8#. Dies bedeutet, dass die Elektronenkonfiguration einer neutral Sauerstoffatom muss entfallen #8# Elektronen.

Insbesondere wird die Elektronenkonfiguration eines Sauerstoffatoms sein

#"O: " 1s^2 2s^2 2p^4#

Also, wie viele Atomorbitale sind in einem Sauerstoffatom besetzt?

• the 1s-orbital
• the 2s-orbital
• all three of the 2p-orbitals

Jetzt, jeder Das entsprechende Paar von Atomorbitalen wird erzeugt zwei Molekülorbitale, eine Kleben Molekülorbital, das ist weniger Energie im Vergleich zu den Atomorbitalen und Anti-Bonding Molekülorbital, das ist energiereicher im Vergleich zu den Atomorbitalen.

Da hast du insgesamt fünf AtomorbitaleSie können erwarten, insgesamt zu haben zehn Molekülorbitale für die #"O"_2# Molekül.

Der Einfachheit halber verwende ich ein Diagramm, das das nicht zeigt 1s-Orbitale und ihre entsprechenden #sigma_(1s)# und #sigma_(1s)^"*"# Molekülorbitale (MOs).

Also, hier ist, wie das Diagramm gezeichnet werden sollte

Die 1s-Orbitale und ihre entsprechenden Molekülorbitale sehen genauso aus wie die 2s-Orbitale, damit du sie zeichnen kannst unten die 2s-Orbitale, wenn Sie wollen.

Nun, da wir die 1s-Orbitale ausschließen, ist die Gesamtzahl der Elektronen verfügbar für dieses Diagramm wird gleich sein #12#, #6# von jedem Sauerstoffatom.

Füllen Sie die Molekülorbitale mit dem Aufbau Prinzip, Hunds Regel, und Paulis Ausschlussprinzip.

Beginnen Sie mit dem Molekülorbital, das ist am wenigsten Energie, was in diesem Diagramm das ist #sigma_(2s)# MO, und mach dich auf den Weg.

Ihr Diagramm sollte am Ende so aussehen

Nun wird die Bond OrderMit der Formel wird berechnet, wie viele Bindungen zwischen zwei Atomen zu erwarten sind

#color(blue)("B.O." = 1/2 * ("no. of bonding e"^(-) - "no. of anti-bonding e"^(-))#

Die Elektronen binden befinden sich diese Elektronen in Kleben MO's. Sie sind in dargestellt #color(green)("green")# im obigen Diagramm.

Zählen wir also diese Elektronen - die in der #sigma_(1s)# und #sigma_(1s)^"*"# MOs zählen auch!

• #2# in the #sigma_(1s)# MO
• #2# in the #sigma_(2s)# MO
• #2# in the #pi_(2px)# MO
• #2# in the #pi_(2py)# MO
• #2# in the #pi_(2pz)# MO

Dies gibt Ihnen insgesamt #10# Elektronen binden.

Konzentrieren Sie sich nun auf die Ermittlung der Anzahl von Anti-Bonding-Elektronen, die sich in befinden Anti-Bonding MO's. Sie sind in dargestellt #color(red)("red")# im obigen Diagramm.

• #2# in the #sigma_(1s)^"*"# MO
• #2# in the #sigma_(2s)^"*"# MO
• #1# in the #pi_(2py)^"*"# MO
• #1# in the #pi_(2pz)^"*"# MO

Dies gibt Ihnen insgesamt #6# Anti-Bonding-Elektronen.

Die Bond Order für das Sauerstoffmolekül wird es also sein

#"B.O." = 1/2 * (10 - 6)#

#"B.O." = 1/2 * 4 = color(green)(2)#

Dies sagt Ihnen, dass die beiden Sauerstoffatome über a miteinander verbunden sind Doppelbindung, der natürlich aus a besteht Sigma und eine Pi-Bindung.

Schließlich wird das magnetisches Verhalten wird durch die Anwesenheit von bestimmt ungepaarte Elektronen.

Genauer gesagt, wenn ein Molekül ungepaarte Elektronen hat, wird es sein paramagnetisch, dh es wird von einem äußeren Magnetfeld angezogen.

Wenn nicht Haben Sie ungepaarte Elektronen, wird es sein diamagnetisch, dh es wird durch ein äußeres Magnetfeld abgestoßen.

Wie Sie sehen können, hat das Sauerstoffmolekül zwei ungepaarte Elektronen in zwei Anti-Bonding-MOs, #pi_(2py)^"*"# und #pi_(2pz)^"*"#.

Dies bedeutet, dass das Sauerstoffmolekül sein wird paramagnetisch.

Hier ist ein sehr cooles Video, das den paramagnetischen Charakter von Sauerstoff zeigt