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氮氣分子中對成鍵有貢獻的是三對電子,即形成兩個π鍵和一個σ鍵。 對成鍵有貢獻,成鍵與反鍵能量近似抵消,它們相當于孤電子對。由于N2分子中存在叁鍵N≡N,所以N2分子具有很大的穩定性,將它分解為原子需要吸收941.69kJ/mol的能量。N2分子是已知的雙原子分子中最穩定的,氮氣的相對分子質量是28。氮氣通常不易燃燒且不支持燃燒。化學式為N2。
N原子采取sp3雜化態,形成三個共價鍵,保留一對孤電子對,分子構型為三角錐型,例如NH3,NF3,NCl3等。若形成四個共價單鍵,則分子構型為正四面體型,例如銨根離子。
⑵N原子采取sp2雜化態,形成2個共價鍵和一個鍵,并保留有一對孤電子對,分子構型為角形,例如Cl—N=O 。(N原子與Cl 原子形成一個σ 鍵和一個π鍵,N原子上的一對孤電子對使分子成為角形。) 若沒有孤電子對時,則分子構型為三角形,例如硝酸分子或硝酸根離子。硝酸分子中N原子分別與三個O原子形成三個σ鍵,它的π軌道上的一對電子和兩個O原子的成單π電子形成一個三中心四電子的不定域π鍵。在硝酸根離子中,三個O原子和中心N原子之間形成一個四中心六電子的不定域大π鍵。
這種結構使硝酸中N原子的表觀氧化數為+5,由于存在大π鍵,硝酸鹽在常況下是足夠穩定的。
⑶N原子形成一個共價叁鍵,并保留有一對孤電子對,分子構型為直線形,例如N2分子和CN-中N原子的結構。(N原子不形成雜化軌道)
N原子在形成單質或化合物時,常保留有孤電子對,因此這樣的單質或化合物便可作為電子對給予體,向金屬離子配位。例如[Cu(NH3)4]2+或[Tu(NH2)5]7+等。