化學鍵與分子軌域
鍵級(bond order)
數一數把兩根柱子綁在一起的繩股:一股是弱的連接,三股則結實得多。鍵級就是化學鍵的這個「股數」——大致是說,有多少對電子在幹著把兩個原子維繫在一起的活。單鍵的鍵級是 1,雙鍵是 2,叁鍵是 3。
準確地說,鍵級是兩個原子之間共享的成鍵電子對的數目。在分子軌域理論裡,它等於成鍵軌域中的電子數減去反鍵軌域中的電子數、再除以二:(成鍵 − 反鍵)÷ 2。這讓鍵級可以取分數值,比如「一根半」的鍵的鍵級是 1.5——這是簡單的連線畫法表現不出來的。
鍵級之所以重要,是因為它能追蹤鍵的強度和鍵長:鍵級越高,鍵就越短、越強、越難打斷。鍵級為零意味著根本不會形成鍵。需要注意的是:它是一個用於比較的嚮導,而不是一個精確的力——不同分子中鍵級相同的兩根鍵,強度仍可能有別,因為周圍的原子不一樣。
氮氣(N₂)的鍵級是 3——一根叁鍵。如此之高的鍵級讓 N≡N 鍵格外地強、格外地短,這正是為什麼 N₂ 極不活潑,以至於它構成了我們呼吸的空氣的絕大部分,卻幾乎不參與日常的化學反應。
氮的叁鍵(鍵級為 3)正是空氣在化學上如此惰性的原因。
分數鍵級並不是錯誤。帶有離域電子或共振電子的分子,比如超氧離子 O₂⁻ 或苯,確實具有 1.5 或別的非整數鍵級,因為電子被抹散在好幾根鍵上,而不是規規矩矩地待在一對一對裡。
又稱
另見