对于氧分子(O₂),其电子排布显示有两个未成对电子位于π轨道上。这意味着即使在基态下,氧分子仍保留了部分未成对电子,这使得它表现出顺磁性。顺磁性是指物质在外加磁场中会被吸引的性质,这种现象源于分子内存在未配对电子,它们能够响应外部磁场。
相比之下,氮分子(N₂)的电子结构则完全不同。氮气分子中的所有电子都成对分布在σ和π轨道上,没有未成对电子存在。因此,氮气分子对外部磁场没有响应,表现为反磁性。反磁性是一种较弱的排斥力,在无外磁场时几乎不可察觉,但当有磁场作用时,会显示出轻微的排斥效应。
通过分子轨道理论我们可以清晰地看到,由于电子分布的不同,氧分子具备顺磁特性,而氮分子则完全相反,展现出反磁性。这种差异不仅揭示了不同元素间化学行为的多样性,也为理解更复杂的化学反应机制提供了基础视角。