作业帮水合氢离子H3O+能否得到一个电子而成为H3O呢?（非中学问题）首先这不是中学的化学问题我说的是根据分子轨道理论,H3O是否能够存在,仅仅从理论上讲?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/04/29 01:20:14
水合氢离子H3O+能否得到一个电子而成为H3O呢?（非中学问题）
首先这不是中学的化学问题
我说的是根据分子轨道理论,H3O是否能够存在,仅仅从理论上讲?
H3O的结构与H3O+类似,只是多了一个电子填充在反键轨道上.它的原子轨道组合成分子轨道的过程可以这样理3个H原子首先组合成配体群轨道,有1个3个H都是同位相的群轨道和2个2个H同位相、1个H异位相的群轨道.它们再和O原子的价层轨道2s、2px、2py、2pz组合.全同位相的群轨道和2s、2pz组合成能量最低的全成键的σ轨道、2pz轨道的一瓣与群轨道位相相同的倾向成键的σ轨道和能量相当高的σ反键轨道.剩下的2个群轨道中H原子位相不同的区域可以和2px、2py位相不同的2瓣匹配,反对称和对称组合出2个成键轨道和2个反键轨道.
H3O只有9个价电子,8个电子填充在成键轨道后剩下1个电子会填充在能量不算太高的由位相不全同的群轨道和2px或者2py组合得到的反键轨道上.这仅有的1个电子对O-H键的反键作用是有限的,因为并没有电子填充到能量很高的σ反键轨道上,并且有限的反键作用还被3个O-H键平均化,进一步削弱了某一O-H键断裂的倾向.
H3O在理论上是可以得到的.通过一定的量子化学计算得出的H3O结构与H3O+相比O-H键增长了大约0.006纳米,HOH键角增大了大约5度.
它是一个稳定点,也就是它在任意自由度的坐标上都是能量极小点——转变成其他结构需要克服一定的能垒,在温度足够低时,不能自由的通过热运动引发O-H键的断裂.
实验上也证实H3O是存在的,但不是通过H3O+得到电子,而是H2O+自由基实现.
Nucl.Sci.Abstr.1973,28,24022.这篇文献里报道有人在-180摄氏度通过紫外光解凝固的CeClO4-HClO4溶液可以得到H2O+自由基,进一步冷却就能产生不带电的H3O分子.文献还报道了H3O的红外光谱和电子自旋共振谱,并指出H3O的解离能小于7kcal/mol.这证明H3O虽然极易解离,但在很低的温度下,仍然能较稳定的存在.
存在这样的可能，
仅仅从理论上讲没有可能.
能量比较高,H2O的能量低.
如果用杂化理论来考虑，水合氢离子(H3O+)的可能形状是平面等边三角形，H-O-H的键角为120度，但是要是H3O+再结合一个电子形成H3O，那形状可能就像NH3（氨），但此时就不稳定了，所以不存在H3O。当然，根据初中的知识，要形成稳定的化合物或者分子，原子的最外层电子数为2，8或者18的饱和结构，H2O和H3O+符合这种结构，而H3O却不符合，即不稳定，或者说就是不存在。...
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如果用杂化理论来考虑，水合氢离子(H3O+)的可能形状是平面等边三角形，H-O-H的键角为120度，但是要是H3O+再结合一个电子形成H3O，那形状可能就像NH3（氨），但此时就不稳定了，所以不存在H3O。当然，根据初中的知识，要形成稳定的化合物或者分子，原子的最外层电子数为2，8或者18的饱和结构，H2O和H3O+符合这种结构，而H3O却不符合，即不稳定，或者说就是不存在。
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氢原子失去ls电子就成为H+，H+实际上是氢原子的核即质子。由于质子的半径为氢原子半径的几万分之一，因此质子具有很强的电场，能使邻近的原子或分子强烈地变形。H+在水溶液中与H2O结合，以水合氢离子(H3O+)存在。
哎，没办法，这不是中学问题，但我是初中生，也只能回答到这种程度了，希望你能满意...
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氢原子失去ls电子就成为H+，H+实际上是氢原子的核即质子。由于质子的半径为氢原子半径的几万分之一，因此质子具有很强的电场，能使邻近的原子或分子强烈地变形。H+在水溶液中与H2O结合，以水合氢离子(H3O+)存在。
哎，没办法，这不是中学问题，但我是初中生，也只能回答到这种程度了，希望你能满意
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