分子轨道理论63464ppt课件

但经磁性实验测定 氧分子有两个不成对的电子 自旋平行 表现出顺磁性 根据价键理论 氧分子中有一个 键和一个 键 其电子全部成对 顺磁性 是指具有未成对电子的分子在磁场中顺磁场方向排列的性质 具有此性质的物质 顺磁性物质 反磁性 是指无未成对电子的分子在磁场中无顺磁场方向排列的性质 具有此性质的物质 反磁性物质 分子轨道理论 6 4 1价键理论的局限性 一 分子轨道理论的要点 2 分子轨道由原子轨道组合而成 n个原子轨道组合成n个分子轨道 在组合形成的分子轨道中 比组合前原子轨道能量低的称为成键分子轨道 用 表示 能量高于组合前原子轨道的称为反键分子轨道 用 表示 如两个原子轨道 a和 b线性组合后形成两个分子轨道 1和 1 1 C1 a C2 b 1 C1 a C2 b 式中C1 C2为常数 1 把分子作为一个整体 电子在整个分子中运动 原子中每个电子的运动状态可用波函数 来描述那样 分子中每个电子的运动状态也可用相应的波函数来描述 原子轨道用s p d f 表示 分子轨道则用 表示 3 原子轨道要有效地线性组合成分子轨道 必须遵循下面三条原则 分子轨道和杂化轨道不同 杂化轨道是同一原子内部能量相近的不同类型的轨道重新组合 而分子轨道却是由不同原子提供的原子轨道的线性组合 原子轨道角度分布图 s z x pz z x px z x x y py z z z y y x x x x y dxz dyz dxy 1 对称性匹配原则 只有对称性匹配的原子轨道才能有效地组合成分子轨道 下图中 a c a为s轨道 b为py轨道 键轴为x 看起来 a和 b可以重叠 但实际上一半区域为同号重叠 另一半为异号重叠 两者正好抵消 净成键效应为零 因此不能组成分子轨道 亦称两个原子轨道对称性不匹配而不能组成分子轨道 图 b d e a和 b同号迭加满足对称性匹配的条件 便能组合形成分子轨道 同号重叠对称匹配组成成健轨道 异号重叠对称匹配组成反健轨道 同 异号重叠完全抵消对称不匹配不能组成任何分子轨道 2 能量相近原则 只有能量相近的原子轨道才能组合成有效的分子轨道 若两条原子轨道能量相差很大 则不能组成分子轨道 只会发生电子转移而形成离子键 3 最大重叠原则 原子轨道发生重叠时 在对称性匹配的条件下 原子轨道 a和 b的重叠程度愈大 成键轨道相对于组成的原子轨道的能量降低得愈显著 成键效果强 形成的化学键愈稳定 在对称性匹配的条件下 原子轨道线性组合可得不同种类的分子轨道 其组合方式主要有如下几种 1 s s重叠 两个轨道相加成为成键轨道 两者相减则成为反键轨道 若是1s轨道 则分子轨道分别为 1s 1s 若是2s轨道 则写为 2s 2s 二 原子轨道线性组合的类型 节面 2 s p重叠 形成一个成键轨道 s p一个反键轨道 s p 3 p p重叠 两个原子的p轨道可以有两种组合方式 其一是 头碰头 两个原子的px轨道重叠后 形成一个成键轨道 p和一个反键轨道 p 其二是两个原子的py或pz轨道垂直于键轴 以 肩并肩 的形式发生重叠 形成的分子轨道称为 分子轨道 成键轨道 p 反键轨道 p 两个原子各有3个p轨道 可形成6个分子轨道 即 px px py py pz pz 2py原子轨道与分子轨道的形状 分子轨道 三 分子轨道理论的应用 1 H2分子的形成 1s 2 键级 一般来说 键级越大 键能越大 分子越稳定 2 He2分子 分子轨道式 He2 1s 2 1s 2 键级为0 故不能稳定存在 N2型 能量 3 第二周期 同核双原子分子的分子轨道 A原子分子轨道B原子 2p 2s 2p 2s O2型 Li2 或 KK 内层电子仍保留原子轨道性质 用KK作为简写 Be2 键级为0 所以Be2不存在 键级为1分子有单电子 有顺磁性 B2 键级为2 逆磁性 N2 C2 键级为3 逆磁性 二个 键一个 键 O2 1s 2 1s 2 2s 2 2s 2 2px 2 2py 2 2pz 2 2py 1 2pz 1 1个 键2个三电子 键 O2为顺磁性物质 F2 Ne2 键级为0 氖以单原子分子存在 1s 2 1s 2 2s 2 2s 2 2px 2