一氧化碳(CO)是一种由碳和氧原子组成的化合物。它的键级可以通过分子轨道理论来解释。
根据分子轨道理论,CO的轨道混成可以通过线性组合近似得到。碳原子的原子轨道(杂化轨道)和氧原子的原子轨道(p轨道)线性组合形成了σ和π轨道。
首先考虑CO中的σ键。由于杂化,碳原子产生了一个sp混合轨道和两个p轨道。氧原子的一个p轨道与碳原子的sp混合轨道叠加形成了一个σ键。这个轨道是由头部指向尾部的轨道,称为σ轨道。σ键的键级是1,表示较弱的共价键。
其次考虑CO中的π键。碳原子的两个p轨道与氧原子的两个p轨道形成了两个π键。因为p轨道是平行的,所以两个π键的键级是相等的。π键比σ键更容易断裂,它们通常是较弱的键。π键的键级通常会小于1,以CO为例,它一般介于0.5到0.6之间。
综上所述,CO的σ键键级为1,π键键级为0.5到0.6。要注意的是,这些键级只是理论上的近似值,实际上可能会有一定的变化。此外,键级反映的是键的强度,而不是键的长度。 一氧化碳分子中C-O键的长度约为1.12埃。
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