物理化学に関する質問です。

質問

C₂＾+、N₂＾+、O₂＾+、F₂＾+の各分子イオンについて、問題には、各分子の不対電子の数を示し、常磁性か反磁性かを答えよ。と、書いてあり、分子軌道を書いて考えてみたのですが、全て不対電子が１つあるようにしか思えません。しかし、どうやら答えが違うようで困っています。
分子軌道はおそらくあっていると思うので、分子軌道からどのように不対電子を探せばいいのか教えていただけないでしょうか？

ちなみにおバカな自分は軌道に矢印（スピン）が１つしかなかったら不対電子だろうな、などと考えております。

回答No.2

Tacosan

ん～, 「どれも不対電子を 1個持つ」でいいような気がするけどなぁ.... 3重に縮退した分子軌道はないはずだから, 少なくとも「基底状態で不対電子が 3個」はないと思う.

いずれにしても, 各イオンについて分子軌道を (エネルギー準位に従って) 書き, そこに必要な数の電子を詰めていってください. そうすれば不対電子の数がわかるはずです.

ちなみに「不対電子が 2個あったとしても反磁性とは限らない」というのは常識だと思う.

回答No.1

matumotok

こんにちは。

まず、C, N, O, Fが同じ周期であることに気づいてください。その周期の希ガスは何でしょう？　Neです。Neには1s, 2s, 2p×３の合計５つの軌道がありますので、これが二原子分子となった場合にはそれぞれ結合性と反結合性の１０個の軌道が出来ます。下から順に、1sの結合性、1sの反結合性、2sの結合性、2sの反結合性、2pの結合性×３、2pの反結合性の順に空軌道を描きます。あとは、下から順に各軌道に２個ずつの電子を入れていけばよいのです。

2p軌道に電子を入れる時に注意が必要です。まず３つの2p結合性軌道にそれぞれ一つづつ電子を入れていきます。その次に対となる電子を反対向きの矢印で 2p結合性軌道にそれぞれ一つづつ入れていきます。こうして2p結合性軌道３つが６個の電子で占有されたら、続いて同様にして2p反結合性軌道に電子を入れていくのです。

どうですか？　最大で３つの不対電子が出来るでしょ？　不対電子が一つの場合と三つの場合が常磁性であり、二つの場合が反磁性ですよ。

それでは、レポート頑張ってください。

お礼

回答ありがとうございます。ということは、
C₂＾+　不対電子：３つ　常磁性
N₂＾+　不対電子：１つ　常磁性
O₂＾+　不対電子：１つ　常磁性
F₂＾+　不対電子：３つ　常磁性
で、間違いないでしょうか？
頭が悪くて申し訳ないです<m(__)m>