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分子轨道理论 分子轨道的概念组成分子的原子的价电子属于整个分子在原子中电子在空间的运动状态称原子轨道 原子波函数 分子中的电子在整个分子中的运动状态则称为分子轨道 分子波函数 每个原子轨道能容纳2个自旋相反的电子每个分子轨道也能容纳2个自旋相反的电子 并有一定的能级 在不违背保利原理的前提下 电子尽可能地分占不同轨道 分子轨道的概念 分子轨道是由原子轨道按某种线性组合的方式形成的有多少原子轨道参与分子轨道的形成 就生成多少个分子轨道原子轨道的线性组合 LCAO Linearcombinationofatomicorbitals 1 1 2 2 1 2AO可形成 成键 和 反键 MOBondingandantibondingMOs 遵循洪特规则 Hund sruleisfollowed CombiningAtomicOrbitals 轨道线性叠加 同相位波增强 能量降低 形成成键轨道 反相位波减弱 能量升高 形成反键轨道 Molecular orbitaldiagramsforthediatomicmoleculesandionsofthefirst periodelements MolecularOrbitalsoftheSecondPeriod LCAO Linearcombinationofatomicorbitals 如A B AB则所得分子的分子轨道 或分子波函数 是原子轨道的线性组合 同样也是薛定谔方程的解 ABI CA A CB B ABII CA A CB B分子轨道形成三原则 能量相近最大重叠对称性匹配 即波函数的符号相同 1s 成键分子轨道 电子在两核间出现的几率较大 1s 反键分子轨道 电子在两核的左右两侧出现几率较大 核间节面处电子云密度等于零 H2分子的成键和反键分子轨道 电子排布三原则 保里原理 能量最低原理 洪特规则 第二周期同核双原子分子的分子轨道能级图 分子光谱实验数据s p轨道相互作用问题 O2 N2的分子结构 O2的分子结构 1s 2 1s 2 2s 2 2s 2 2p 2 2p 4 2p 2 2p 键级 成键电子数 反键电子数 2 4 2 2 N2的分子结构 1s 2 1s 2 2s 2 2s 2 2p 2 2p 4 2p 2p 键级 成键电子数 反键电子数 2 6 2 3 电子构型 电子构型 分子或离子的稳定性顺序 键级越大分子越稳定 可判断分子或离子的稳定性顺序 H2 He2 Li2 Be2 B2 C2 N2 O2 F2 Ne2O22 O2 O2 O2 O22 N22 N2 N2 N2 N22 O2分子的顺磁性实验 O2分子表现为顺磁性键长和键能 O2分子Lewis结构式 其中对成键有贡献的是一个 键 2个 键 与价键结构式完全一致 BON2 6 0 2 3 其中对成键有贡献的是一个 键 与价键结构式完全一致 F 1s22s22p5 BOF2 6 4 2 1 F F 实验测得苯分子中6个C C键的键长相等各键角都等于120o 苯分子的结构 离域 键的概念 NO2分子的结构 33离域 键 非键轨道 Ozone的分子结构 价键理论和分子轨道理论的比较 价键理论将共价键看作原子之间的定域键反映了原子间直接的相互作用形象直观而易于与分子的几何构型相联系 分子轨道理论着眼于分子的整体性说