理论有机化学第一章共价键概述课件

理论有机化学87113381，875703261理论有机化学课程介绍

教学内容（三大板块）

有机结构理论有机反应机理近代有机化学理论

2理论有机化学课程特点：1.高层次的理论课程

深厚基础----以几大化学为基础由表及里----反应—机理—结构—本质理论总结----各门课程相互交叉，横向学习思考性强----由现象推测微观变化，由理论推测反应结果。

3理论有机化学课程介绍学习方法主要靠阅读大量参考书，理解与运用5理论有机化学参考书1.俞凌冲《基础理论有机化学》系统性强2.王积涛《高等有机化学》简明扼要，有习题3.夏帜中《高等有机化学》简明扼要，有习题4.魏荣宝《高等有机化学》新出版6理论有机化学参考书5.J.马奇《高等有机化学》

材料丰富，原始引文6000篇。6.高振衡《物理有机化学》

理论性强，语言严谨。7.T.H.Lowry,MechanismandTheoryinOrg.Chem.7理论有机化学第一章共价键概述

9第一章共价键概述

)

§1原子轨道人们对原子结构的认识逐步深入1.布氏（布特列洛夫）结构理论分子可以进一步分解。化合物有固定的组成，可用分子式表达。

10第一章共价键概述

2.波尔（Bohr）行星模型

电子沿着固定的轨道围绕原子核运动

本图是轨道空间量子化的原子模型示意图。尽管这一类图案常被作为象征科学或原子时代的标志,但实际上并不能作为原子结构的模型,它只是照耀过科学历程的星光。

11第一章共价键概述

5.薛定谔方程

△2Ψ+8π2m/h2（E-V）Ψ=0Ψ—电子运动状态—空间里找到电子的区域—原子轨道Ψ2

—微小空间内电子出现的几率密度—电子云Ψ的函数图形和符号。

13第一章共价键概述

6.电子排布三原则：

①能量最低原则；②不相容原理；③洪特规则。

eg.8O1S22S22P4

14第一章共价键概述

§2价键理论原子是如何组成分子的？15第一章共价键概述

要形成有效的分子轨道，必须尽可能多地重叠。当px轨道与S轨道在核间距保持一定时，只有沿x方向才获得最大重叠，而偏离此方向则重叠较少，键不牢靠。最大重叠构成共价键方向性的基础。17第一章共价键概述优点：

简明、形象化缺点：

难解释碳的结构问题；水的键角立体化学18第一章共价键概述

§3杂化轨道理论

假定分子形成的过程是：电子激发—杂化—配对成键

6C1S22S22P2↑↑↑↓2PX2PY2PZ2S鲍林19第一章共价键概述

§3杂化轨道理论

假定分子形成的过程是：电子激发—杂化—配对成键

6C1S22S22P2↑↑↑↑↑↑↓2PX2PY2PZ↑2PX2PY2PZ2S2SSP3↑↑↑↑21SP3杂化轨道

sp3杂化轨道由原子的s轨道和px、py、pz轨道组合而成。轨道在空间的分布方向和分布情况发生变化。22SP2

杂化轨道一个原子中不同原子轨道的线性组合形成杂化轨道。杂化时，轨道数目不变，轨道在空间的分布方向和分布情况发生变化，能级改变。组合所得到的杂化轨道和其他原子形成σ键或安排孤对电子。

sp2杂化轨道由原子的s轨道和px、py轨道组合而成。23第一章共价键概述

所形成的四个sp3杂化轨道的最大方向之间的夹角均为109.4°。

动画：杂化轨道形状与不同的s与p轨道成分的关系

25第一章共价键概述

eg.CH4（SP3杂化）；CH2=CH2（SP2杂化）；CH≡CH（SP杂化）；NH3和H2O（不等性杂化）

26第一章共价键概述

1.Ψ—

分子中电子运动状态—分子轨道Ψ2

–

分子外微小空间内电子出现的几率密度—电子云29第一章共价键概述

2.Ψ由原子轨道Ф线性组合而成nΨ=nФ。eg.H2

久期方程和久期行列式30第一章共价键概述

3.每个Ψ有相应的能量。能级图（计算式、作图）成键轨道、反键轨道和非键轨道

31第一章共价键概述

eg.氧气2p*3=6Ф，2s22p4

两单电子分别入反键轨道，顺磁性32第一章共价键概述O81S22S22P4E

Ф

33第一章共价键概述O81S22S22P4E

Ф

34第一章共价键概述O81S22S22P4E

Ф

Ψ2Ψ3

成键轨道

Ψ1

成键轨道35第一章共价键概述O81S22S22P4E

Ф

Ψ2Ψ3

成键轨道

Ψ1

成键轨道36第一章共价键概述O81S22S22P4EΨ6

反键轨道

Ψ4

Ψ5

反键轨道

Ф

Ψ2Ψ3

成键轨道

Ψ1

成键轨道37第一章共价键概述4.

电子排布仍按三原则。①能量最低原则；②不相容原理；③洪特规则。

38第一章共价键概述O81S22S22P4EΨ6

反键轨道

Ψ4

Ψ5

反键轨道

Ф

Ψ2Ψ3

成键轨道

Ψ1

成键轨道39第一章共价键概述O81S22S22P4EΨ6

反键轨道

Ψ4

Ψ5

反键轨道

Ф

Ψ2Ψ3

成键轨道

Ψ1

成键轨道40第一章共价键概述O81S22S22P4EΨ6

反键轨道

Ψ4

Ψ5

反键轨道

Ф

Ψ2Ψ3

成键轨道

Ψ1

成键轨道41第一章共价键概述O81S22S22P4EΨ6

反键轨道

Ψ4

Ψ5

反键轨道

Ф

Ψ2Ψ3

成键轨道

Ψ1

成键轨道42第一章共价键概述

5.分子总能量=电子已占轨道的能量总和

能态低—成键能态高—反键

43第一章共价键概述eg.乙烯CH2=CH2

π键能量高，只讨论π键的电子状况EФBΨ1Ψ2ФA44第一章共价键概述eg.乙烯CH2=CH2

π键能量高，只讨论π键的电子状况EФBΨ1Ψ2ФA45第一章共价键概述eg.丁二烯CH2=CH-CH=CH2EФCΨ1Ψ2Ψ3Ψ4ФDФBФA46丁二烯的分子轨道及能级

丁二烯有4个分子轨道，成键轨道Ψ1和Ψ2与反键轨道Ψ3和Ψ4对称分布在E=Φ线的两侧。

在分子平面上下，波函数具有