化學原理啟迪371
Schubert Piano Sonata No. 13 in A major, D. 664 (Op. 120)-2
1. 【例題】請寫出O2、O2＋、O2－的電子組態和鍵級，並且比較誰的化學鍵最強？
【解題】O2分子有12個價電子（6＋6）；O2＋有11個價電子（6＋6－1）；O2－有13個價電子（6＋6＋1）。這些離子應該可以用氧分子的分子軌域模型：
O2的分子軌域模型
O2＋的分子軌域模型
O2－的分子軌域模型
O2、O2＋、O2－的電子組態如下：
O2的電子組態 (σ2s)2(σ2s*)2 (σ2p)2(π2p) 4 (π2p*)2
O2＋的電子組態(σ2s)2(σ2s*)2 (σ2p)2(π2p) 4 (π2p*)1
O2－的電子組態(σ2s)2(σ2s*)2 (σ2p)2(π2p) 4 (π2p*)3
O2、O2＋、O2－的鍵級如下：
O2的鍵級 (8－4)÷2＝2
O2＋的鍵級(8－3)÷3＝2.5
O2－的鍵級(8－5)÷2＝1.5
因此，O2＋的鍵能應該是三者當中最強的。
實驗證明以上的預測是正確的。O2、O2＋、O2－的鍵能分別是643、495和395kJ/mol。
2. 【例題】利用分子軌域模型預測以下分子的鍵級和磁性：
a.Ne2 b.P2
【解題】
a.氖Ne的價電軌域是2s和2p。因此我們使用第二週期元素組成的雙原子分子軌域模型。氖分子共有16顆價電子（每個原子提供8顆）；這些電子在分子軌域模型的位置如下圖：
鍵級是(8－8)÷2＝0，因此Ne2不存在（價電子在雙原子分子的穩定度低於它們在獨立的原子的穩定度）。
b. P2分子只有在低溫的狀態下穩定，P2分子由第三列元素P磷原子組成。第三週期元素組成的雙原子分子與第二週期元素組成的雙原子分子情況類似，唯一的差異是分子軌域是3s和3p原子軌域構成的；所以P的分子軌域與N的分子軌域一樣，σ3p和π3p能階顛倒。
P2分子共有10個價電子（每個磷原子提供5個電子），分子軌域能階圖如下：
分子的鍵級是3，這是反磁性的分子。
特別留意，雖然鍵級預測P2分子可以存在，但是在自然環境下，出現的通常是P4分子（或更多P原子組成的分子），這是因為P組成P4分子比組成P2分子更穩定。
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