二氧化碳的分子结构 灵璧中学 毛家杰 中 学 教 材 及 教 辅 资 料 都 把 CO2 分 子 的 电 子 式 、 结 构 式 分 别 写 成 O C O 和 O=C=O,并说 C=O 双键中有一个 ? 键和一个π 键。但是, 从键长和键能两个方面都能说明这种写法是不妥的。数据如下表: 键长 pm 键能 KJ/mol C CC C 154 133 347 614 CO 143 358 CH3CHO 分子中的 C=O 122 735 CO2 分子中的 C=O 116 799 CO 分子中的 CO 112.8 1075 从上表的键长数据来看,CO2 分子中 C、O 原子之间的键长介于 CO 分子中 键 C O 键长和 CH3CHO 分子中 C=O 键键长之间。说明 CO2 分子中 C 原子 和 O 原子之间并非普通的 C=O 双键。 从上表的键能数据来看,乙烯分子中的 C=C 双键键能远小于乙烷分子中 C-C 单键键能的两倍;而在 CO2 分子中 C=O 键能确大于 C-O 单键键能的两倍。也大 于 CH3CHO 分子中 C=O 键的键能。 CO2 分子是什么样的结构呢?CO2 和 N2O 是等电子体,在这两个分子中 C、 N、O 每个原子都是进行 sp 杂化的,CO2 分子和 N2O 分子具有相同的空间构型 和化学键类型。它们都是直线型分子,每个原子的未杂化的 p 轨道电子云肩并肩 ? 重叠,都形成两个大 4 3 键。也就是说 CO2 分子内 C 原子 O 原子之间具有三 重键的特征。具体结构如下 : 1 ? 这种大 4 键的形成提高了 C 原子 O 原子之间的化学键强度,降低了体系的能量, 3 它更能说明 CO2 分子的化学稳定性。 2 2e sp 杂化轨道 1e 2e 1e 1e sp 杂化轨道 π 4 3 1e π 4 3 1e 1e 1e sp 杂化轨道 2e 1e 2e sp 杂化轨道 π4 3 O C O π4 3 3