解放军文职招聘考试氧的成键特征

氧的成键特征
氧是一种化学性质活泼的元素，它几乎能同所有的其它元素直接或间接地化合生成类型不同、数量众多的化合物。这不仅是由于在原子氧和分子氧中有成单电子，臭氧分子中还有离域的大π键，所以在形成化合物时，氧原子、氧分子和臭氧分子都可以作为形成化合物的基础。
1 、氧原子形成化合物时的成键特征
① 形成离子键
从电负性小的原子中夺取电子形成 O ^2- 离子，构成离子型化合物，氧的氧化数为 -2 。
② 形成共价键
构成共价型化合物，氧的氧化数为 -2 ，它可以分为如下几种情况：
(1) O 原子采取 sp ³ 杂化，提供两个成单电子形成两个共价单键，另外两个杂化轨道被两对孤电子对占据，分子构型为角形，如 H ₂ O 、 Cl ₂ O 、 OF ₂ 等。
(2) O 原子采取 sp 3 杂化，形成两个共价单键，同时提供一对孤电子对形成一个配位键，如在 H ₃ O ⁺ 中，其结构是扁平的棱锥体，键角约为 115 ° 。 H ₂ O 分子是通过 O 配位键与结合的。
(3) O 原子采取 sp ² 杂化，提供两个成单电子形成一个共价双键，另外两个杂化轨道被两对孤电子对占据，如在 HCHO( 甲醛 ) 、 COCl ₂ （光气）、 CO(NH ₂ ) ₂ （尿素）等化合物中， O 原子以一个双键同另外的原子相联。分子构型为平面三角形。
(4)O 原子采取 sp 杂化，提供两个成单电子形成一个共价双键，同时提供一对孤电子对形成一个配位键，即形成一个共价三键。分子构型为直线形。如在 CO 、 NO 中。
③ 形成配位键
(1) O 原子可以提供一个空的 2p 轨道，接受外来配位电子对而成键，如在有机胺的氧化物 R ₃ N → O 中。
(2) O 原子既可以提供一个空的 2p 轨道，接受外来配位电子对而成键，也可以同时提供二对孤电子对反馈给原配位原子的空轨道而形成反馈键，如在 H ₃ PO ₄ 中的反馈键称为 d-p 键， P ≡ O 键仍只具有双键的性质。
2 、氧分子形成化合物时的成键特征
(1) O 2 分子结合一个电子，形成超氧离子 O ^{2 -} ，在 O ^{2 -} 离子中， O 的氧化数为 -1/2 。例如 KO ₂ 。
(2) O 2 分子结合两个电子，形成过氧离子 O ₂ ^{2 -} 或共价的过氧链— O — O —，构成离子型过氧化物，如 Na ₂ O ₂ 、 BaO ₂ 等，或共价过氧化物，如 H ₂ O ₂ 、 H ₂ S ₂ O ₄ 、 K ₂ S ₂ O ₈ 等。
(3) O ₂ 分子失去一个电子，形成二氧基阳离子 O ^{2 +} 的化合物， O 的氧化数为 +1/2 。例如：
                        O ₂ + AsF ₅ → O ₂ + [ AsF ₅ ] ^–
                        O ₂ + Pt + 3F ₂ → O ₂ + [ PtF ₆ ] ^–
O ₂ 分子的第一电离势是 1175.7kJ/mol ，在离子中 O — O 键长为 112pm ，可以预见 O ₂ 分子的第二电离势一定很高， O ₂ ²⁺ 离子的化合物是难于形成的。
(4) O ₂ 分子中每个原子上都有一对孤电子对，可以成为电子对给予体向具有空轨道的金属离子配位。例如，血液中的血红素是由同卟啉衍生物形成的配合物，血红素是平面分子，其中的有 6 个空轨道， 4 个接受来自血红素上 4 个 N 原子的配位电子， 1 个接受来自组氨酸 N 的配位电子，另一个可逆地与氧分子配位结合：
                     [HmFe] + O ₂ ←→ [HmFe ← O ₂ ]
式中 Hm 代表卟啉衍生物。这样，动物体内的血红素便起到了载输氧气的作用，从而成为载氧体。
3 、臭氧分子形成化合物时的成键特征
O ₃ 分子可以结合 1 个电子，形成臭氧离子，构成离子型臭氧化物，如 KO ₃ ，或结合 2 个电子形成共价的臭氧链— O — O — O —，构成共价型臭氧化物，如 O ₃ F ₂ 。