价键理论对社会的意义

价键理论对社会的意义第一页，共十四页，2022年，8月28日价键理论价键理论valence-bondtheory，一种获得分子薛定谔方程近似解的处理方法。又称电子配对法。历史上最早发展起来的化学键理论。主要描述分子中的共价键和共价结合，其核心思想是电子配对形成定域化学键。第二页，共十四页，2022年，8月28日

化学家将分子中原子间的强烈的吸引作用称作化学键，然而要认真的回答化学键的本质是什么，还真不是那么容易。最早的化学键学说是静电学说，即原子依靠电荷的库仑引力而结合成物质。这一理论可以解释像食盐那样的离子型化合物的结构，因此这类化学键叫做离子键。然而像氢气、氧气、氯化氢这样的简单分子，静电理论却无法解释，也就是说，静电学说无法解释共价键。扫盲第三页，共十四页，2022年，8月28日产生价键理论处理氢分子的方法氢分子中的化学键共价键的形成共价键的方向性和饱和性价键理论的建立和发展第四页，共十四页，2022年，8月28日价键理论是海特勒伦敦处理氢分子方法的推广，要点如下：①若两原子轨道互相重叠，两个轨道上各有一个电子，且电子自旋方向相反，则电子配对给出单重态，形成一个电子对键。②两个电子相互配对后，不能再与第三个电子配对，这就是共价键的饱和性。③遵循最大重叠原则，共价键沿着原子轨道重叠最大的方向成键[1]。共价键具有方向性。原子轨道通常在某个特定方向上有最大值，只有在此方向上轨道间才有最大重叠而形成共价键。不同原子轨道有不同成键能力。原子轨道的最大值作为原子轨道成键能力的度量，鲍林给出s、p、d、f等原子轨道成键能力依次为1、6、10、14。在主量子数相同时，成键能力大的轨道形成的共价键较牢固。第五页，共十四页，2022年，8月28日量子力学计算表明,两个具有电子构型的H彼此靠近,两个1s电子以自旋相反的方式形成电子对,使体系的能量降低.吸热,即破坏H2的键要吸热(吸收能量),此热量D的大小与H2分子中的键能有关.计算还表明,若两个1s电子保持以相同自旋的方式,则r越小,V越大.此时,不形成化学键.如图中上方红色曲线所示,能量不降低.H2中的化学键可以认为是电子自旋相反成对,使体系的能量降低.从电子云角度考虑,可认为H的1s轨道在两核间重叠,使电子在两核间出现的几率大,形成负电区,两核吸引核间负电区,使H结合在一起。

第六页，共十四页，2022年，8月28日A,B两原子各有一个成单电子，当A,B相互接近时,两电子以自旋相反的方式结成电子对,即两个电子所在的原子轨道能相互重叠,则体系能量降低,形成化学键,亦即一对电子则形成一个共价键。形成的共价键越多,则体系能量越低,形成的分子越稳定.因此,各原子中的未成对电子尽可能多地形成共价键.配位键形成条件:一种原子中有孤对电子,而另一原子中有可与对电子所在轨道相互重叠的空轨道.在配位化合物中,经常见到配位键.在形成共价键时,单电子也可以由对电子分开而得到。第七页，共十四页，2022年，8月28日共价键的数目由原子中单电子数决定(包括原有的和激发而生成的.例如:O有两个单电子,H有一个单电子,所以结合成水分子,只能形成2个共价键;C最多能与H形成4个共价键.原子中单电子数决定了共价键的数目.即为共价键的饱和性。各原子轨道在空间分布是固定的,为了满足轨道的最大重叠,原子间成共价键时,当然要具有方向性。共价键的键型第八页，共十四页，2022年，8月28日对后来人的启发引导１、对于新事物的敏锐的捕捉力与深刻的洞察力。量子力学无疑是二十世纪与相对论等量齐观的伟大成就。而当年那些化学家们，很快意识到了量子力学强大的生命力，并把它灵活运用到自己的学科中去，赋予了其新的含义。我们在平时的生产学习中，也应注意跟上时代的步伐，注意观察，注意总结，才能有所收获。第九页，共十四页，2022年，8月28日２、合理的简化是自然科学重要的研究手段。当量子化学刚诞生时，并不是所有的化学家都掌握了这一强大的武器。Pauling作为一代大师，将价键理论作了最大程度的简化，这促使了这一理论的推广，并且使学生们可以很快学会，而使用的效果并未受很大的影响。因此，在与Mulliken的分子轨道理论的交锋中，价键理论刚开始是占了上风的。随着越来越多的化学家掌握了量子力学，分子轨道理论才后来11居上。但是，Pauling的简化仍然扮演着不可遗忘的历史作用。我们在平时的学习中，时常会碰到一些复杂的问题，这是不妨先将其简化，把简单的模型想清楚了，再来研究复杂的体系。第十页，共十四页，2022年，8月28日３、数学是研究自然科学的强大武器。现代的化学家，早已不再是三百年前拿些瓶瓶罐罐便能行的术士，当我们把计算与数学引入了化学，它才真正成为一门中心科学。所以，我们务必加强数学基本功的训练。第十一页，共十四页，2022年，8月28日４、科学家应是和平的使者。价键理论的重要缔造者Pauling曾获得了Nobel和平奖，尽管他的种种行为令美国政府极为恼火，以致在后期，他再也无权领导国家重点实验室，无法接触到机密文件，但他无怨无悔。可以说，在某种程度上，我们的道德比我们的才华更可贵。第十二页，共十四页，2022年，8月28日总结以上便是价键理论的建立与发展的大