O2是元素周期表第16族中的一种化学元素，称为硫元。氧除了是这个星球上存在的最简单的元素之一外，在地球上也很重要。
因此，对其Lewis结构的研究是十分必要的。在单个O2分子中，两个氧分子之间存在一个强大的共价双键，这使得进一步研究Lewis结构变得至关重要。
Lewis结构的意义
路易斯结构是一种表示分子中原子间键形成的图解。
此外，这种结构还有助于确定分子中存在的孤电子以及它们如何在成键过程中起作用。
这张图用线表示化学键，用点表示孤电子对。
刘易斯结构有助于理解电子在化合物中的分布及其分子几何结构。
此外，刘易斯结构有助于确定分子的杂化。
O2的路易斯结构
O2的路易斯图显示两个氧原子有12个价电子点。每个氧原子周围有6个电子，其中一边有4个价电子。
这四个价电子形成了两对共价键，为氧分子提供了稳定的结构。
元素周期表中的某些元素倾向于以这样的方式成键，即每个原子的最外层或价电子层必须有8个电子。
它具有与惰性气体相似的电子构型。在路易斯结构中，这八个存在于最外层的电子被绘制和计数。
价电子是什么?
价电子存在于原子的最外层，参与成键。
这种键的形成进一步导致分子的形成，最终形成化合物。
价电子要么被接受，要么被捐赠形成一个强键，通常在大多数情况下是共价键。
O2中有多少价电子/孤对电子?
分析一个氧(O)分子中存在的价电子数是借助于电子构型来完成的。
一个氧原子的原子序数是8，它的电子构型表明在2p壳层缺少2个电子。
它的结论是，氧需要两个电子才能达到稳定的状态。
八隅体规则说的是，元素以这样一种方式结合，它们倾向于在最外层或价电子层获得最多8个电子。
如上所述，一个氧原子缺少两个价电子，它很容易接受两个电子。
所以，一个氧分子的八隅体中有六个电子。如果我们寻找O2，那么数字将是O2: 6+6 = 12。总的来说，一个O2分子需要4个价电子来完成它的八隅体并达到稳定的状态。
O2的几何结构
要研究O2的几何结构，首先要研究单个氧原子的电子结构。
路易斯结构的形成考虑到八个电子组成的八隅体规则。每个氧原子的一面被写下来，最多有两个电子(所以，两个点)。
所以，缺少两个价电子使得一个氧原子在八隅体中有六个价电子。第一个图描绘了一个氧原子中六个价电子的图示。
O2是双原子分子，由双键组成线性几何结构。两个氧原子间形成的键角是180度。
画路易斯图的步骤
- 求总价电子:每个氧原子有两个
- 求出需要多少电子:1个O2分子需要4个电子
- 观察键的总数:双共价键在O2分子中形成
- 选择一个中心原子:两个原子都是中心
- 绘制骨架
图中的每个点代表一个电子，有趣的是，两个氧原子之间如何共享电子，以实现具有8个电子的稳定八隅体。
从第二张图中，可以得出结论，每个O2分子共用两对价电子，以获得8个电子的八隅体。
当一个原子缺乏价电子时，它很容易接受或捐赠电子以达到稳定的状态。
所需价电子的数量越少，提供价电子的倾向就越强。
由于氧原子只需要两个价电子，所以它很容易与另一个同样需要两个价电子的氧原子共用两个价电子。
共用一对电子之间形成的键是共价键。
由于共用电子，在吸引力和排斥力之间存在稳定的平衡，共价键的形成很难被打破。
此外，由于O2原子的四个价电子之间形成了两个共价键，因此在没有催化剂的情况下，它变得非常稳定，不容易与O2原子成键。
为什么O2有很强的共价键?
单个共价键通常由sigma (σ)键组成，σ键是最强的共价键，这是由于共享价电子对之间的正面重叠。
在σ之后，是π (π)键，它比σ键弱，因为它们是由于共享电子对之间的横向重叠而出现的。
由于O2有一个σ键和一个π键，因此其中的价电子既有正面重叠，也有横向重叠。
因此，O2是一个稳定的分子。下面的图表显示了sigma和pi在氧分子中重叠。
在这里，氧分子是由于在每个氧原子内的两个部分填充的p轨道之间发生重叠而形成的(再次参考此处O2分子的电子构型)。
O2杂交
O2分子是sp2杂化的，因为它是由1s轨道和2p轨道混合形成的。
它导致一个电子从s轨道移动到2p轨道。
这个运动导致了三个能量相等的新杂化轨道的形成。显示这个结构的图表可以在上一个问题中看到。
O2极性
氧分子位于双原子分子的保护伞下。因此，它形成了线性几何结构，两个氧原子具有相同的电负性和其他性质。
因此，两个原子拥有相同比例的成键共享电子，整个分子在本质上是非极性的。
有关更多细节，您可以阅读一篇有趣的文章O2极性．
O2分子轨道(MO)图
分子轨道图显示了激发态从下到上增加的每个能级的能态。
左边的图是地面水平的O2，而右边的图是根据O2分子中的Lewis结构重新排列的电子。
要使同一轨道内的电子配对需要很多能量。所以没有未配对电子的图能量更高。
这意味着它的激发态比另一个要高得多。
结论
路易斯结构是一个点阵图，用来确定一个原子中有多少单独的价电子存在和不存在。此外，借助这张图，很容易看出分子中原子之间形成了哪个键。
O2分子在两对共用电子之间形成双价键。此外，是共价键导致了O2分子中的sp2杂化。
