1. Moleculair orbitaal diagram van zuurstof

* Atomische orbitalen: Begin met de atomaire orbitalen van zuurstof. Elk zuurstofatoom heeft de elektronische configuratie 1S²2S²2P⁴. We zijn vooral geïnteresseerd in de 2P -orbitalen, die drie orbitalen hebben (2px, 2py, 2pz).

* overlappende: Wanneer twee zuurstofatomen samenkomen om O₂ te vormen, overlappen de 2P -orbitalen zich om moleculaire orbitalen te vormen.

* Sigma- en PI -bindingen:

* De 2Pz-orbitalen overlappen zich frontaal om een ​​sigma (σ) binding orbital (σ2p) en een sigma-antibonding orbitaal (σ* 2p) te vormen.

* De 2px- en 2-py-orbitalen overlappen elkaar naast elkaar om twee sets pi (π) binding en antibonding orbitalen te vormen (respectievelijk π2p en π* 2p).

* Moleculaire orbitalen vullen: De 12 valentie -elektronen (6 van elk zuurstofatoom) worden in de moleculaire orbitalen gevuld na de heerschappij van Hund en het AUFBAU -principe:

*σ2p, σ*2p, π2p, π*2p

* Dit resulteert in twee ongepaarde elektronen in de π* 2p antibonding orbitalen.

2. Paramagnetisme

* ongepaarde elektronen: De aanwezigheid van twee ongepaarde elektronen in de π*2p antibonding orbitalen maakt zuurstof paramagnetisch.

* magnetisch veld: Paramagnetische stoffen worden zwak aangetrokken tot een magnetisch veld. Dit komt omdat de ongepaarde elektronen hun eigen magnetische momenten hebben, die zich in de richting van een extern magnetisch veld afstemmen.

Samenvattend:

Het paramagnetisme van zuurstof ontstaat omdat de moleculaire orbitale configuratie twee ongepaarde elektronen achterlaat in de π*2p antibonding orbitalen. Dit geeft zuurstof een netto magnetisch moment, waardoor het zwak wordt aangetrokken tot een magnetisch veld.