臭氧分子中的鍵是非極性鍵嗎

1、臭氧分子中的鍵是非極性鍵嗎濮陽油田第二高級(jí)中學(xué) 武圣君目前，中學(xué)化學(xué)教師對(duì) O3 分子中的鍵是否是非極性鍵存在著不同的看法。 筆者認(rèn)為，臭氧分子中的鍵是極性共價(jià)鍵，其理由如下。一、現(xiàn)代價(jià)鍵理論的論證現(xiàn)代價(jià)鍵理論認(rèn)為，臭氧分子中，中心氧原子利用其 sp2 雜化軌道中的兩個(gè) 未成對(duì)電子， 分別與另外兩個(gè)氧原子中的一個(gè)未成對(duì)電子相結(jié)合， 占據(jù) 2 個(gè)雜化 軌道，形成2個(gè)c鍵。中心氧原子的未雜化的軌道由孤對(duì)電子占據(jù)，又與兩個(gè)配位氧原子（各提供 1 個(gè)電子）形成一個(gè)由 3個(gè)氧原子共同擁有 4個(gè)電子的離域大 n鍵（n 34）,此鍵垂直于分子平面（圖1）0由于口34中的4個(gè)n電子平均分布在3個(gè)氧原子的分子軌

2、道中，所以中心氧 原子供給的 2 個(gè)電子，又部分的被兩邊的氧原子所共有， 致使兩個(gè)原子核所形成 的正電荷重心和由電子形成的負(fù)電荷重心不再重合，因此 03分子中的鍵是極性 共價(jià)鍵 圖 2（ a） .二、科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的證實(shí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)得，臭氧分子中的鍵角為116.8°，鍵長(zhǎng)為1.278X 10 to m （該 鍵鍵長(zhǎng)正好介于氧原子間單鍵鍵長(zhǎng) 1.48X10 -10 m與雙鍵鍵長(zhǎng)1.12X10 -10 m 之間）圖2 （b）。臭氧分子電偶極矩為1.77X 10 一30 C m （即0.53德拜）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明： 03 分子中氧原子間的鍵是介于單鍵與雙鍵之間的重疊，且 一定是極性鍵。 這是因?yàn)?/p>

3、分子電偶極矩是各單個(gè)鍵電偶極矩的矢量和。 若電偶極 矩不等于零，則是極性分子。若為極性分子，則分子內(nèi)必存在極性鍵。三、分子中氧原子電荷分布的計(jì)算根據(jù) 03分子的電偶矩和分子中的鍵角，可以計(jì)算出 03分子中0 0鍵的電偶極矩卩'為：1.70 x iom2cos 5®.4fl假設(shè)03分子中n34鍵是離子型，那么每個(gè)配位氧原子的電荷的絕對(duì)值應(yīng)等于1.60X10 T9 C,在這種情況下，03分子中的OO鍵的電偶極矩應(yīng)為: 卩'=q d = 1.60X 10 -19 C X 1.278X 10 -10 m=20.4X 1030 C m但實(shí)際測(cè)得03分子中O O鍵電偶極矩只有1.

4、70X 10 _30c m,占100%離 子鍵時(shí)所得數(shù)值的比例為：170 X10 m=0.083 = 8.3%20.4X io -30C m即O3分子中OO鍵的離子性為8.3%。這說明O3分子中氧原子的電荷分 布情況是：配位氧原子為 0.083,中心氧原子為+ 0.166。綜上所述，O3分子是含有極性鍵的極性分子。那么，根據(jù)電負(fù)性來判斷鍵的極性時(shí)，有些教師為什么會(huì)得出O3分子中的鍵是非極性鍵的結(jié)論呢？這是因?yàn)槔贸涉I原子的電負(fù)性差值判斷鍵的極性時(shí)， 不能忽視的一個(gè)重要因素就是：同種元素的原子，其成鍵的原子軌道不同，或電 子云的重疊不同，則元素的化合價(jià)不同，電負(fù)性的值也不同。在O3分子中，配位氧原子與中心氧原子的成鍵的原子軌道和電子數(shù)均不同，導(dǎo)致中心氧原子帶部分的正電荷，配位氧原子帶部分負(fù)電荷。即O3分子中氧的實(shí)際價(jià)態(tài)不同，其電負(fù)性差值不為零，因此，O3分子中的鍵是極性鍵。這與前面的論述是完全一致 的。參考文獻(xiàn)1北京師范大學(xué)，等.高等學(xué)校教材無機(jī)化學(xué)上冊(cè)第3版.北京：高等教育出版社，1992.4522印永嘉