结构化学：双原子分子的结构

1教学重点：第一、二周期双原子分子轨道能级及电子组态§3.3双原子分子的结构2§3.3.1同核双原子分子能级和电子组态H2+,H2,He2+,He2,Li2,Be2O2,F2B2,C2,N2各原子轨道上电子的电离能（eV）原子HHeLiBeBCNOF1s13.624.59581151922884035386942s5.3929.32212.9316.5920.3328.4837.852p8.29811.2614.5313.6217.4231、H2、H2+、He2、He2+、Li2、Be2特点：只有S轨道参与组合形成分子轨道σs和σ*sH2：1+1=2能级图：1s1sσ1sσ1s*电子组态：(σ1s)2磁性：反磁性键级（BO）=1/2（成键电子数-反键电子数）=1/2（2-0）=1键级可粗略估计化学键的强弱，键级越大，成键越强。4H2+

：1能级图：1s1sσ1sσ1s*电子组态：(σ1s)1磁性：顺磁性键级（BO）=1/2（成键电子数-反键电子数）=1/2（1-0）=1/2He2：2+2=4能级图：1s1sσ1sσ1s*电子组态：(σ1s)2(σ1s*)2磁性：反磁性键级（BO）=1/2（成键电子数-反键电子数）=1/2（2-2）=05He2+

：2+1=3能级图：1s1sσ1sσ1s*电子组态：(σ1s)2(σ1s*)1磁性：顺磁性键级（BO）=1/2（2-1）=1/26Li2：3+3=6能级图：1s1sσ1sσ1s*电子组态：(σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2磁性：反磁性键级（BO）=1/2（4-2）=12s2sσ2sσ2s*7Be2：4+4=8能级图：1s1sσ1sσ1s*电子组态：(σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2

(σ2s*)2磁性：反磁性键级（BO）=1/2（4-4）=02s2sσ2sσ2s*82、O2、F2特点：由1S、2S、2P原子轨道线性组合形成分子轨道。其价层分子轨道为：σ2sσ2s*σ2pzπ2pxπ2pyπ2px*π2py*σ2pz*<<<=<=<9O2：8+8=16能级图：2s2sσ2sσ2s*2p2pσ2pzσ2pz*π2pxπ2pyπ2px*π2py*价电子组态：(σ2s)2

(σ2s*)2(σ2pz)2

(π2px)2(π2py)2(π2px*)1(π2py*)1键级=1/2（8-4）=2，有一个σ

键，两个三电子的π键。性质：顺磁性10F2：9+9=18能级图：2s2sσ2sσ2s*2p2pσ2pzσ2pz*π2pxπ2pyπ2px*π2py*价电子组态：(σ2s)2

(σ2s*)2(σ2pz)2

(π2px)2(π2py)2(π2px*)2(π2py*)2键级=1/2（8-6）=1，有一个σ

键。性质：反磁性11O2F2123、B2、C2、N2特点：这些原子的价层电子2s、2p原子轨道能级相近，由它们组成的对称性相同的分子轨道可以进一步相互作用，混杂在一起，组成新的分子轨道，称为s-p混杂，轨道符号用σg、σu、πg、

πu表示。1σg<1σu<1π

u<2σg<1π

g<2σu13O2F2B2C2N22σu

(强反键)2σg(弱成键或非键)1σu

(弱反键或非键)1σg(强成键)1πu1πgσ*2pzσ2pzσ2sσ*2sπ*2pxπ*2pyπ2pxπ2py14B2：5+5=101σg1σu1πu2σg1πg2σu能级图：价电子组态：(1σg)2(1σu)2(1πu)2键级：

BO=1/2（4-2）=11σu是弱反键，键级在1-2之间。性质：顺磁性，B-B键长较

B-B单键共价半径短。15C2：6+6=121σg1σu1πu2σg1πg2σu能级图：价电子组态：(1σg)2(1σu)2(1πu)4键级：

BO=1/2（6-2）=21σu是弱反键，键级在2-3之间。性质：反磁性，C=C键长较

C原子共价双键半径和短。16N2：7+7=141σg1σu1πu2σg1πg2σu能级图：价电子组态：(1σg)2(1σu)2(1πu)4(2σg)2键级：

BO=1/2（8-2）=31σu是弱反键，2σg是弱成键，键级为3。一个σ键，两个π键。性质：反磁性，N2键长特别 短，键能相当大。171、CO、NO根据“等电子原理”,CO、NO的分子轨道与N2相似.

§3.3.2异核双原子分子181σ2σ1π3σ2π4σCO：6+8=14能级图：价电子组态：(1σ)2(2σ)2(1π)4(3σ)2键级：

BO=1/2（8-2）=3性质：反磁性，以碳原子端配位成键。191σ2σ1π3σ2π4σNO：5+8=15能级图：价电子组态：(1σ)2(2σ)2(1π)4(3σ)2(2π)1键级：

BO=1/2