分子轨道理论.ppt

1、1.分子轨道理论，2。分子轨道理论(mo Theory)1932年，美国科学家穆利肯洪特匈牙利等人相继提出分子轨道理论。1.理论要点：1 .分子轨道理论的基本点是把分子看作一个整体，其中电子不再属于某个原子，而是在整个分子的势场中运动。分子中每个电子的运动状态也可以用相应的波函数来描述。2.分子轨道是由分子中原子轨道的线性组合形成的，简称LCAO。结合形成的分子轨道数等于结合前的原子轨道数。3.当原子轨道线性组合成分子轨道后，每个分子轨道都有相应的能量。那些能量高于原始原子轨道的叫做反成键轨道，而那些能量低于原始原子轨道的叫做成键轨道。4.分子轨道中电子的排列原则：泡利不相容、最低能量和亨特法

2、则。5.根据分子轨道的对称性，它可以分为键和键。2.原子轨道的线性组合类型当两个原子轨道a和b线性组合时，形成两个分子轨道1和2:成键分子轨道：两个原子核之间的电子概率密度增加，能量低于原子轨道。反键分子轨道：两个原子核之间的电子概率密度降低，能量高于原子轨道。原子轨道用S、P、D、F表示，分子轨道用、原子轨道的线性组合有几种方式：S-S重叠：形成结合轨道s-s，反结合轨道S-s-s* (2) s-p-P重叠：形成结合轨道s-p，反结合轨道S-P *，4，5，6，3。原子轨道的线性组合原理应该是有效的线性组合(2)相似能量原理。只有具有相似能量的原子轨道才能结合成有效的分子轨道。能量越接近，分

3、子轨道越有效。(3)最大重叠原则。在对称匹配条件下，原子轨道a和b的重叠度越大，成键轨道的能量与原子轨道相比越显著，成键效果越强，形成的化学键越稳定。7，只有具有相似能级的AO才能有效地形成MO。一般双原子分子，(ea-e)(e b-e)-2=0e 2-(eaeb)eee b-2=0，能量相似性原理，8， 0，u 0E1 ea EB E2，9，分子轨道的成键能力取决于u的值，10，当两个AOs形成两个MOs时，AO能级差越小，形成的MO能级分裂越大，越有利于电子转移到低能的成键MO。相反，AO能级差异越大，MO能级分裂越小，电子转移到低能成键MO后能量减少越不明显。在高能抗键合钼中，高能AO成

4、分较多。11，H2，U=，在一般双原子分子中，成键结果取决于u，EBea和的相对大小。如果EB-EA ，两个AOs之间的能量差很大，那么U 0 E1 Ea E2 Eb EMOEAO不是一个键。如果Eb Ea，在键合中起重要作用。(同核双原子max)，12，当两个AOs的能量相近时，MO能有效形成，并且键强度依赖于交换积分 ， 越大，键越强(键轨道相对于AO的能量减少越多)。=EHSab k=EHSaB(1/r)SaB-ab/ra d的大小与重叠积分SaB有关。sab越大，轨道重叠越大。越强。AO最大重叠原理，sab为13，H2=0.6(最大s)1sh2pf u=0.30，共价键(一般较小)是定

5、向的，这由最大重叠原理决定。14，当原子轨道重叠时，它们必须具有相同的符号ao s-球形对称px-x轴对称dz2-z轴对称，并且具有不同的空间对称性。如果对称是不同的，它们就彼此分离，不能结合。，对称匹配原则，15，s，px沿y轴重叠，=0，LCAO无效，对称不允许。s，px沿x轴重叠，Sab0，| |增加，对称性允许。16，Sab0，对称匹配是钼形成的第一个条件，它决定了钼是否能被结合。另外两个条件解决了效率问题。只有具有相同对称性的AO才能形成MO。对称允许生长-对称不允许-抵消-，17，轨道对称匹配图，18，19，如果键轴是Z轴，LCAO-莫的对称匹配和对称错配的AO组合如下表：20所示

6、，轨道重叠与共价键的方向性密切相关。例如，环丙烷中的碳采用sp3杂交。粘接应重叠在109.5度，粘接角度仅为60度。因此，混合轨道在核连接之外重叠成弯曲的键。重叠不能达到最大，键合效率不高。弯曲键合模式，21，前面的解释是，当3360键合沿着核连接时，需要60 O来适应键合角度。Sp3混合键被迫弯曲以产生“张力”。衍射实验得到的电子密度图为弯曲键提供了有力的证据。“张力键”模型，22，4分子轨道能级图和同核双原子分子，A图和A图都适用于O2和f 2分子。b图适用于B2、C2、N2等分子。我们必须注意A图和B图的区别。23、5。键序在分子轨道理论中，键序常用来表示键强度。键级定义为：键级越大，键

7、越强，分子越稳定。如果键的水平为零，这意味着分子不能形成。24，VI。分子轨道理论的应用实例1。H2分子结构两个氢原子的1s原子轨道相互重叠形成1s和*1s轨道，两个电子填充1s键分子轨道，键级为1，分子轨道公式为：(1s)2 2。Be2分子存在吗？两个铍原子的2s轨道线性结合形成2s和*2s轨道，其中两个占据2s成键轨道，另两个占据*2s反成键轨道，键序=(2-2)/2=0，分子形成后总能量不降低。因此，可以预期Be2分子不会稳定存在。目前，还没有发现Be2分子。25，3，N2分子结构。分子轨道公式为：(1s)2(* 1s)2(2s)2(2s)2(2py)2(2pz)2(2px)2。为了书写方便，内分子轨道用KK表示，它是KK ( 2s) 2 ( * 2s) 2 ( 2p 4)。O2分子结构。分子轨道公式是(1s)2(* 1s)2(2s)2(* 2s)2(2px)2(2py)2(2pz)2(* 2py)1(* 2pz)1，键序是(8-4)/2。氧的电子形式可以缩写为，26。思考问题：O2，O2-，O2，O2-，分子轨道的电子排列如何？关键级别？磁性？稳定性大小的顺序？化学键理论，价键理论，杂化轨道理论，价电子对排斥理论，分子轨道理论，优缺点，价键理论是简洁的1。它不能解释