双原子分子结构的解释课件

双原子分子结构的解释五双原子分子的结构

同核双原子分子异核双原子分子

结构化学——第三章双原子子的结构s1ss*1ss2ss*2s分子轨道s2pzπ2py＝π2pxπ*2py＝π*2pxs*2pz

H2He2Li2Be2B2C2N2O2F2s1s222222222s*1s22222222s2s2222222s*2s222222s2pz

222π2py＝π2px24444π*2py＝π*2px24s*2pz分子轨道的电子填充次序(1)H2+、H2、He2+、He21同核双原子分子n和n*别为成键电子和反键电子的总数结论：在同核双原子分子中，来源于相同原子轨道的BMO和ANMO若都填满电子时，则对分子键合没有贡献。He2的键级为零，即不存在化学键。分子的电子组态(2)Li2+、Li2、Be2+、Be2

LiBe1s原子轨道能量，eV-58-1152s原子轨道能量，eV-5.39-9.32△E，eV52.61105.681s和2s轨道虽然对称性一致，但与LCAO－MO的能量近似原则不符，因而不能组合。Li2的核间距为267pm，几乎是H2核间距的4倍，1s轨道重叠的程度极小，不组合为分子轨道。组态键级Li2+(s1s)2(s1s*)2(s2s)10.5Li2(s1s)2(s1s*)2(s2s)21Be2+(s1s)2(s1s*)2(s2s)2(s2s*)10.5Be2(s1s)2(s1s*)2(s2s)2(s2s*)10(3)B2、C2、N22p轨道组合成为MO(z轴为键轴)

2px＋2px→π2px、π*2px

2py＋2py→π2py、π*2py

2pz＋2pz→σ2pz、σ*2pz。π2py和π2px、π*2py和π*2px均为二重简并，可能会出现双键或三键。

2s2p△EB-12.93-8.304.63C-16.59-11.265.33N-20.33-14.535.8原子轨道能量，eVσ2(spz)＝c1(2sa)＋c2(2pza)＋c3(2sb)＋c4(2pzb)由变分法可求得：c1＝±c3，c2＝±c4。2s和2pz均为σ对称性，其轨道能量又相近，可实现LCAO－MOσg2(spz)＝c1(2sa+2sb)+c2(2pza+2pzb)＝c1(σg2s)+c2(σg2pz)σu2(spz)＝c1(2sa-2sb)-c2(2pza-2pzb)＝c1(σu2s)-c2(σu2pz)σg3(spz)＝-c1(2sa+2sb)+c2(2pza+2pzb)＝-c1(σg2s)+c2(σg2pz)σu3(spz)＝c1(2sa-2sb)+c2(2pza-2pzb)＝c1(σu2s)+c2(σu2pz)强成键弱反键弱成键强反键N2的分子轨道能级图B2、C2在温度不很高时都要转变为晶态，只有在能发射光谱的高温气体中才能用光谱分析法检知其存在，故称之为光谱学稳定分子。B2，C2，N2的键级分别为1，2，3．(4)O2+、O2、F2+

、F2

2s2p△EO-28.48-13.6214.86F-37.58-17.4220.16原子轨道能量，eV由于2s和2p的能级相差较大，不能有效地组合为MO，不会出现能级交错现象。O2：[Be2](σ2s)2(σ*2s)2(σ2pz)2

(π2py)2(π2px)2(π*2py)1(π*2px)1π*上有2个单电子，能很好地解释O2的顺磁性。O2的分子轨道能级图价键理论处理1.Li2,He2,N2VB波函数MO波函数2.H2+,O22异核双原子分子不同原子的电负性不同。AO的能级差别

2s轨道，C：16.59eV，O：28.48eV。MO的中心对称性消失，从而产生了共价键的极性。分子轨道理论处理H：1s1-13.6eVLi：(1s)2(2s)1-64.87eV-5.44eV(1)LiH当核间距为a0时(2)HFH：1s1-13.6eV(1s)F：(1s)2(2s)2(2p)5-694eV(1s)-37.85eV(2s)-17.42eV(2p)LCAO－MO非键轨道－非键电子2px2、2py2(3)CO当两核有效电荷相差不大时，异核双原子分子可看成与它的等电子同核双原子分子有大体相似的情况，可采用相似的能级顺序。CO和N2为等电子分子，且C、O、N为同周期邻族元素，可参照N2的MO能级顺序排布电子：N2：1σg21σu22σg22σu21πu43σg2CO：1σ22σ23σ24σ21π45σ2CO：1σ22σ23σ24σ21π45σ2CO的分子轨道轮廓图CO的MO失去了中心对称性N2的各MO都具有中心对称性，有明显的成键和反键之分。CO的各MO已失去了中心对称性，即它们对于键轴中心说来既不是对称的，又不是反对称的，而是非对称的；也失去了成键和反键的明显区分。CO分子轨道与N2的不同之处CO的MO的成分来自C和O，比例各不相同CO分子中，1σ、2σ轨道分别是O和C的1s轨道，是非键的。CO分子轨道与N2的不同之处3σ较多来源于O的2s，是弱成键的。4σ较多来源于O的2pz，是成键的。5σ主要是C的2s，基本上是非键的。1π轨道成份较少的来自于C，较多的来源于O的2p轨道，是强成键的二重简并轨道。CO的电荷密度分布N2分子各被占轨道的电荷密度分布是中心对称的。CO中各MO的电荷密度的中心发生了偏移，且总的电荷密度也不在键轴中心，分子偶极矩μ＝0.112D，相当于C-O+。CO分子轨道与N2的不同之处CO形成配合物的能力较强CO和N2均可作为过渡金属配合物的配位体，分别以5σ和3σg电子