双原子分子-医学百科

双原子分子指所有由两个原子组成的分子。双原子分子内的化学键通常是共价键，分子间存在色散力和部分诱导力。

中文名：双原子分子

外文名：diatomicmolecules

释义：两个原子组成的分子

形成键：化学键

主要类型：同核，异核双原子分子

同核双原子分子

一切物质都由粒子构成，基本粒子有分子、原子等。

很多非金属元素（包括氢、氮、氧、氟、氯、溴、碘<当一个非金属元素不能当成是一种物质时，这个非金属元素组成的单质是双原子分子>等）的单质均是双原子分子。其他元素（如磷）也可能以双原子分子构成单质，但这些双原子分子并不稳定。这些构成单质的双原子分子称为同核双原子分子。其中，氮和氧的同核双原子分子占地球大气层成份的 99%。

异核双原子分子

以双原子分子存在的化合物包括一氧化碳、一氧化氮等。这些双原子分子称为异核双原子分子。

准双原子分子

分子中的原子之间有相互作用力。不是所有的原子在通常情况下都能形成稳定的分子，例如氯原子与氙原子，只有当它们处于激发态时，才有可能形成氯化氙，回到基态又分裂为单个原子，这种分子叫准分子，利用准分子的特性可制成准分子激光器。

同核双原子分子的分子轨道能级图

将分子轨道按能量由低到髙排列，可得到分子轨道能级图。第二周期同核双原子分子轨道能级图（图1)有两种情况。图1

双原子分子图册

分子轨道的能量，主要是从电子吸收光谱、光电子能谱（PES）或相关计算来确定的。

在分子轨道理论中，分子中全部电子属于分子所有，电子进人成键分子轨道使系统能量降低，对成键有贡献，电子进人反键分子轨道使系统能量升高，对成键起削弱或抵消作用。总之，成键轨道中电子多、分子稳定，反键轨道中电子多，分子不稳定。分子的稳定性通过键级来描述，键级愈大，分子愈稳定。分子轨道理论把分子中成键电子和反键电子数的一半定义为键级。键级=

（成键轨道中的电子数一反键轨道中的电子数）。

异核双原子分子的分子轨道能级图

图3HF的分子轨道能级图

（2）CO 一氧化碳也是一种异核双原子分子，它的核外电子总数等于14，与氮气的分子轨道有相似之处。见图4。

图4CO的分子轨道能级图

同核双原子分子分子轨道电子排布式

(1)

氢分子是最简单的同核双原子分子，2 个1S原子轨道组合成2个分子轨道：

和

。2 个电子以不同的自旋方式进人能量低的

成键轨道，其电子排布式（又称为电子构型）可以写成键级为

。

(2)

与

如果是 2个He原子靠近时，每个He原子都有一对已成对的1s电子。形成分子轨道时，一对电子进入

成键轨道，这时成键轨道已被占满，另一对电于只能进入

反键轨道。虽然进入成键轨道的电子对使分子系统的能量降低，但进入反键轨道的电子对却使能量升髙，所以 2 个He原子太靠近时不能形成稳定的分子。但是

能存在，键级为1/2，不太稳定。

(3)

氮气由两个氮原子构成。

共有14个电子，每个分子轨道容纳两个字自旋方式不同的电子，按能量从低到高的顺序分布，氮气的电子排布式为：

,这里对成键有主要贡献的是

和

，即形成两个π键和一个

键。

(4)

氧气由两个氧原子构成，共有16个电子。

其电子排布式为：

。

最后2 个电子进入

轨道，狠据 Hund规则，它们分别占有能置相等的2 个反键轨道，每个轨道里有1个电子，它们自旋方式相同。氧气分子中有2 个自旋方式相同的未成对电子，这一事实成功地解释了氧气的顺磁性。氧气中对成键有贡献的是

和

，这 3 对电子，即1个

键和2个

键，在

反键轨道上的电子抵消了一部分

这2个π键的能量。考虑到这2个反键电子，氧气中的2个键不是像氮气中那样的二电子π键,而是三电子π键，即每个π键实际上由2 个成键电子和1个反键电子组成，氧气中有2个三电子π 键。可见把两个氧原子结合在一起的是叁键，而不像以前价键埋论所描述的那样是双键。由于三电子π键中有1个反键电于，削弱了键的强度，三电子π键不及二电子π键牢固。