質問: 酸素分子o2について 酸素原子って陽子数が8で電子がkに2、lに6と認識しています。 酸素分子o2は2の電子を共有しているのですよね?l殻の8にして閉殻するために・・・。 そうなると電子数は2つ陽子より多くなりませんか? o2に2-が加えられなくてもいいのでしょうか?
回答: 酸素分子は二重結合と教えられることが多いのですが、実際は非常に難しい結合様式をしています。 結合の軌道は三重結合、σ、π^1、π^2があるのですが、それだけだと電子が二つ余ります。 その電子はどうなるのかというとπ*^1とπ*~2にそれぞれ電子が1つずつ入ります。 π^*軌道は「反結合性」の軌道なので、二つの電子が結合を一つ減らす効果がありますので、3-1=2重結合の強さになります。 また、π*軌道二つは「直交」しており、フントの規則により不対電子が二つ存在し二つのラジカルがあることになり、三重項状態が基底状態なのでラジカルの特性を持っており、これが酸素の毒性の元になっています。