二氟化氧或OF2是卤素氟与NaOH(氢氧化钠)稀水溶液反应形成的化合物。
二氟化氧的制备方程:
2F2 + 2NaOH—> OF2 + 2NaF + H2O
它是一种无色气体化合物，具有强烈的特殊气味，可作为氧化剂。沸点为128.40 K，熔点为49.3 K。室温下，它的摩尔质量为53.996 g/mol，气体密度为1.88 g/l。
虽然它有强氧化剂的用途，例如，在火箭燃料的推进剂中，这种性质也使化合物不安全。
OF2一接触水就会爆炸，据说对皮肤有很强的腐蚀性。它还会影响眼睛和心血管系统。
让我们快速而详细地看看分子内部，并讨论其化学键的性质。
OF2 Lewis结构
你知道有几个因素使原子聚在一起并结合成几种不同的化合物吗?
当原子聚在一起并形成键时，一个新的分子就产生了。
通常，原子最外层的电子，也称为价电子，参与化学键的形成。
路易斯结构，因此，是一个简单的和建设性的程序来描绘一个分子的图解表示借助于电子点结构。
它给了我们一个二维图形，帮助我们对电子排列和键形成的类型有一个简单的概念，而不需要过多的细节。
现在，我们将讨论形成OF2的Lewis结构的步骤。
形成OF2路易斯结构图的步骤
步骤1：求价电子的总数。
第一步也是最重要的一步是计算OF2分子中价电子的总数。
氧属于第16族，硫系，价为6。氟属于卤素家族中的第17族，价为7。
因此，总价电子数= 6 + 7*2 = 20。
步骤2：识别中心原子
现在，我们要破译这个分子的中心原子。如果我们看鲍林电负性图，我们可以发现氧和氟中电负性最小的元素是氧(O)。
二氟化氧分子的中心原子是氧。
步骤3：画出分子的骨架图
在路易斯结构中，我们用原子符号，比如C表示碳，H表示氢，用电子点符号表示价层电子。
让我们看看下面的骨架草图:
- 原子符号:
- 原子符号和点符号:
步骤4：八隅体规则
元素周期表的主要族元素(第1族至第17族)倾向于达到同周期第18族稀有气体元素的八隅体结构。这被称为八隅体实现，因为元素想要在它们的价壳层中获得8个电子。
例如，碳倾向于获得氖结构。
例外:氢倾向于达到氦的结构，因此只有两个电子在外层。
这里，如果我们看八隅体法则，两个氟原子都达到了8价。中心氧原子也是一样。
步骤5：形式电荷概念
在我们继续确认任何草图是一个给定的分子或离子结构的完美路易斯结构之前，我们需要检查形式的电荷值。
氧气:形式电荷= 6 - 0.5*4 - 4 = 6 - 2 - 4 = 0。
对于每个氟原子:形式电荷= 7 - 0.5*2 -6 = 7 - 1 -6 = 0。
由于这些元素以它们最小的形式电荷值存在，我们就得到了合适的路易斯结构构型。
让我们看看:
在这里，氧与每个氟原子形成单键(O-F)。
OF2分子几何
我们已经找到了二氟化氧分子的二维刘易斯结构图。
现在，我们要破译三维分子的形状。通过Lewis结构，我们了解了在OF2分子中形成的键的类型和孤价电子对或未成键价电子对的数量。
我们的下一步是使用价壳电子对排斥理论(VSEPR)来找到精确的分子几何结构和键角。
就像带电荷的电子在原子核周围产生了带负电荷的云，并产生了斥力。VSEPR模型倾向于减少或最小化排斥力，并平衡任何给定分子的稳定性，在本例中是OF2。
让我们看看这张显示AXN标记的VSEPR图:
根据VSEPR理论的AXnEx符号，
A:中心原子(氧原子)
X:没有。n = 2(氟)
艾凡:没有。中心原子的孤电子对，X = 2。
OF2分子的VSEPR符号是AX2E2。根据上面的图表，我们有一个弯曲的分子结构。
键角大约是103度(由于孤对的斥力)。
杂交
在化学中，轨道是电子绕原子核运动或旋转的固定路径。另一方面，轨道被定义为电子在任何给定区域空间中存在的概率。
原子轨道有多种形状，如球形、哑铃形、三叶草形或甜甜圈形，仅举几个复杂的例子。我们有s p d f个原子轨道。
在量子力学中，电子可以通过它们的波函数来解释。如果我们考虑几个原子轨道的波函数的组合，我们就遇到了杂化的过程。
例如，s轨道和2px轨道的波函数会产生sp杂化，这通常会导致线性几何。
OF2的杂化
让我们看看氧和氟在基态时的电子排布。
O: 1s2 2s2 2p4
F: 1s2 2s2 2p5
在与卤素F成键并获得八隅体构型后，O的电子结构是这样的:
因此，在中心氧原子的最外层，有四个杂化轨道:2s 2px 2py 2pz。
空间数=分子内与中心原子结合的原子数+与中心原子结合的孤对电子数
空间数= 2 + 2 = 4。
因此，我们在二氟化氧(OF2)分子的中心氧原子有sp3杂化。
OF2极性
让我们先来理解我们所说的这个非常著名和常见的术语:极性。
极性可以定义为任何分子或化合物的物理性质，其中组成原子的元素可以带正电荷或负电荷，也可以同时带正电荷或负电荷。
我们已经看过鲍林电负性图了。元素周期表中主要基团的每一个元素都有一定的电负性。
当同一元素的原子以相等的比例聚集在一起时，电荷值自我中和，净偶极子为零，因此分子是非极性的。线性或对称的化学分子通常是非极性的。(例如:H2)
然而，如果由于电负性的不同，分子由不均匀的部分电荷分布组成，或者分子形状不对称，净偶极子不会抵消或变为零，我们就有一个极性分子。
(例如:H3PO4, HCl)。
您也可以参考盐酸极性．
OF2是极性分子吗?
让我们快速了解一下二氟化氧的分子形状。它和H2O很相似，在这两种情况下，中心的O在顶部有两个孤对。
氧的电负性值为3.44。氟原子是3.98。
由于氧比氟原子具有更强的正电性，它将具有部分正电荷(δ+)，而每个F原子将具有部分负电荷(δ-)。
因此，我们可以看到有一个电负性差，因此净偶极矩不等于零。
同样，OF2不是对称的线性结构。中心氧原子上的孤对使它的分子几何形状弯曲，类似于英文字母V。
我们经历了不均匀的电荷分布和不对称的二氟化氧。
分子本质上是极性的。
有关详细信息，您还必须阅读有关的文章OF2极性．
OF2分子轨道图
价键理论对于解释分子结构内部的化学键是很重要的，但它有一些限制或缺陷。
这就是分子轨道理论，简称MOT。
在MOT中，我们考虑到分子轨道(MOs)的概念，它是分子作为一个整体的轨道，而不仅仅是组成单个原子的轨道。
它认为电子是离域的，并导致在轨道上产生成键和反键相互作用。
为了展示原子氧和生成的原子氧的相对能级，我们画出了分子轨道图。
能量低的分子轨道是成键轨道能量高的分子轨道是反键轨道。
下面的图表分别给出了构成OF2分子的氧原子和氟原子的MO图。
结论
在这篇文章中，我们讨论了发生在OF2分子内部的化学键的类型。二氟化氧是一种偶然发现的有趣分子，虽然它本质上是有毒的，但后来有了多种用途。
我们讨论了Lewis结构，VSEPR理论确定分子几何，杂化，极性性质，并简要讨论了二氟化氧的MO图。
学习快乐!
