09级结构第三章

1、2020/7/9，1，1，第3章：共价键和双原子分子的结构化学，2020/7/9，2，3.1引言分子结构，分子：独立且比较稳定地存在于物质中、保持该化合物特征的最小粒子，是参与化学反应的基本单元。 空间结构：原子使空间的排列(核结构)能级结构：分子中的电子的排列(电子结构)原子相互吸引、排斥，以一定的顺序和方式结合成分子。2020/7/9、3、3.2h2的结构和共价键的本质、质谱和放电管光谱证明H2的存在，是最简单的分子。 3.2.1 H2的薛定谔方程和原子单位(a.u )，目前只能对分子系统精确地解H2，H2存在的化学键是由于电子绕两个核的作用。 怎么解释这个电子的运动呢？ 微观粒子的运动符

2、合薛定谔方程，求解可以描述电子运动的波函数. 接近b-o运算符3360，2020/7/9，5， 5，4，原子(a.u )哈特利单位，=E，3.2.2变分法薛定谔方程，1 .变分原理，2020/7/9，5，变分原理：给出了系统的哈磨粉机顿算子，并且利用满足该问题边界条件的任何归一化品优函数f取能量平均值也就是说，f被称为试验变分函数(简称为变分函数)，并且在、2020/7/9、6、(1)、2020/7/9、7 2020/7/9、8、2020/7/9、9、(2)变分法的作用下，将变分函数作为近似的基频函数。 (只需要积分，不需要与薛定谔方程相接)、2020/7/9、1.0、2020/7/9、1.1

3、、2020/7/9、1.2，例如：变分法是一维度势箱中单粒子的近似基本波函数和能量、真基本波函数、真基本能、2020/7/7 2 .确定线性方法(2.linearvariationmethod )，计算中通常包含若干参数的启发式函数(即： )，对应的能量：通过调整参数(c )得到最小值，并由极端值条件确定：得到对应的和：2020/7/9 变分调节参数改变函数的形式、导数改变参数、线性变分法或者将已知函数的线性组合作为触发文明棍函数来进行变分处理的方法，即，变分法成功的应用取决于触发文明棍函数的灵活选择的能力，而通常，针对参数的选择、诸如2020/7/9、1.5和3.H2的变分处理结构很好，但计

4、算麻烦，h2:与其相对应的基态是：相同，电子接近双核时：有Schiodinger方程式可以得到氢原子。 假定双核离开，电子接近单核的项目可以忽略。 2020/7/9，1.6，以上只是两个极限的情况，但通常的情况可以用和的线性组合来表示：代入：使用运算符的hell性(量子力学证明):复素函数：实函数：2020/7/9，1.7，展开：指令：2020/7/9，1.8，整理：长期方程式， 长期方程(Secular equation ) :由于在天文学中用微扰理论讨论行星的长期运动时，出现了类似的方程式而得名。 长期方程现在可以在标准普计程仪柱上快速求解，对c1，c2偏微商求极端值： 2020/7/9，

5、由于1.9，两个氢原子核相同，所以H11=H22，和是归一化的波函数： S11=S22=1，C1=C2 (H11-E)2=(H12-ES12)2，展开：2020/7/9，2.0，e的两个根：E1代入长期方程式，c2/c1=1，基近似波函数：E2代入长期方程式，c2/c1=1，激发态的波函数：2020/7/7 同样地能够从2020/7/9、2.2、2020/7/9、2.3、3.2.3积分S12、h1、H12的物理意义、1、重叠积分S12 (简称为s )、椭球体坐标能够导出：在R=0的情况下，S12=1，在R=0的情况下，S12=0、2020/7/9、2.4、2020/7/9、2.5、2、库仑积分

6、h1 (简称)，通常和的积分绝对值相等，由于符号相反，1原子轨道以上的能量，EH，j，J=(1 1/R)e-2R，2020/7/9、2.6，3，交换其中，第一项是负值，EH是负值，S12是小于1的正值。 另外，积分项： 1与2重叠的情况下不是0，但在重叠区域r1R中，由于积分项也成为负值，因此为负值。 4、能量和能量曲线、(激发态)、h和h可结合的基本原因：1和2可重合E1EH、(基态)、2020/7/9、2.8、具体积分计算、理论计算、实验测量：Re、De、2020/7/9、2.9、结论：(1) E1和实验得到的能量曲线形状相似，说明了处理H2的方法基本正确；(2) E1:有最低点，说明h和

7、h可与H2、1 :结合MO结合，代表吸引状态。 E2:没有最低点，H2不稳定，自动解离为H H，2 :反键MO表示排斥状态。2020/7/9、3.0、4.h2的波函数和分布图、(1)波函数：基态：激发态：概率密度：结合态、反结合态、2020/7/9、3.1、(2)分布图(剖视图)、波函数沿耦合轴分布的剖视图、2020/7/9、3.2、 概率密度沿耦合轴分布的剖面图、2020/7/9、3.3、1s原子轨道线性组合的耦合分子轨道与反耦合分子轨道的界面图、2020/7/9、3.4、H2电子云等密度剖面图、基态和激发态的电子云分布关于耦合轴圆柱对称，1.2在核间密集， 2.2的垂直结合轴上有节面，22=0，由图可知，2020/7/9，3.5将分子