在硝酸(HNO₃)分子中,氧原子的孤对电子数量可以通过以下分析确定:
分子结构与杂化
硝酸分子为平面共价分子,中心氮原子(N)采用sp²杂化,形成三个σ键(与三个氧原子)和一个未参与杂化的p轨道,该p轨道与三个氧原子的p轨道形成四中心六电子的离域π键。
孤对电子的来源
- 在N=O双键中,每个氧原子提供1个电子,共2个电子;
- 在-OH羟基中,氧原子以sp³杂化形式存在,提供1对孤对电子。
孤对电子总数
因此,硝酸分子中氧原子的孤对电子总数为2个(来自N=O双键) + 1个(来自-OH羟基) = 3个孤对电子。
补充说明
在共振结构中,N原子因未达到八电子稳定结构,通常带一个正电荷。这种结构可表示为:
$$\text{HNO}_3 \leftrightarrow \text{H}^+ \cdot \text{NO}_2 \cdot \text{OH}$$
其中NO₂和OH部分通过共振共享电子,但孤对电子的计数仍以实际存在为准。
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