硝酸(HNO₃)的结构式可通过以下方式描述:
一、结构式表示
简化结构式 HNO₃的简化结构式为 H-O-N(-O₂)₂
,表示一个氢原子与一个硝酸根离子(-NO₂)相连,硝酸根由一个氮原子与两个氧原子构成。
共振式
硝酸分子中存在 共振结构,氮原子最外层5个电子中,1个电子与一个氧原子的最外层电子配对形成σ键,其余4个电子分成两组,每组2个电子与两个氧原子形成两个π键。由于存在共振,氮原子需显+1价,氧原子显-2价。
二、分子结构特点
杂化类型
中心氮原子采用 sp²杂化,未参与杂化的p轨道与两个端氧原子形成三中心四电子的离域π键。
键角与键长
- 键角: O-N-O键角约为120°(理想值),O-N-OH键角约为113.85°。 - 键长
分子几何形状 硝酸分子为 平面共价分子
,所有原子位于同一平面。
三、物理与化学性质
物理性质: 无色油状液体,具有挥发性和刺激性气味,熔点-42℃,沸点83℃。 化学性质
四、结构式与电子式补充
电子式:H⁺与[O=O]²⁻形成共价键,氮原子周围有3对孤对电子。
路易斯结构:氮原子位于锥顶,三个氧原子位于锥底,未参与杂化的p轨道形成π键。
以上信息综合了不同文献的描述,确保了结构式的准确性和完整性。