第14讲-价电子对互斥理论

1、,价电子对互斥理论,Valence Shell Electron Pair Repulsion (VSEPR),价键理论,Valence Bond,第四章 价键理论,可爱的太阳,第四章 价键理论,第四章 价键理论,朝鲜媒体称朝成功开发核聚变反应技术,2010-05-12 10:23,新华网平壤5月12日电 (记者 高浩荣 姚西蒙) 朝鲜劳动新闻12日报道说,朝鲜科研人员在开发核聚变反应技术方面取得了“值得自豪的成果”,从而为开发新能源打开了突破口。 报道说,朝鲜科研人员在此期间一直在为开发核聚变技术而努力。他们克服了许多困难,完全依靠自己的技术解决了大量科技问题,按照自己的方式成功地进行了核聚

2、变反应。 在此过程中,朝鲜自己设计制造了独特的热核聚变反应装置,完成了有关核聚变反应的基础研究,培养了开发热核技术的强有力的科技力量。 劳动新闻的报道说,目前只有少数国家开发成功核聚变技术。,什么是核聚变反应? 核聚变反应主要借助氢同位素。核聚变不会产生核裂变所出现的长期和高水平的核辐射,不产生核废料,当然也不产生温室气体,基本不污染环境。 聚变时则由较轻的原子核聚合成较重的较重的原子核而释出能量。最常见的是由氢的同位素氘(读刀,又叫重氢)和氚(读川,又叫超重氢)聚合成较重的原子核如氦而释出能量。核聚变较之核裂变有两个重大优点。一是地球上蕴藏的核聚变能远比核裂变能丰富得多。据测算,每升海水中含

3、有0.03克氘,所以地球上仅在海水中就有45万亿吨氘。1升海水中所含的氘,经过核聚变可提供相当于300升汽油燃烧后释放出的能量。地球上蕴藏的核聚变能约为蕴藏的可进行核裂变元素所能释出的全部核裂变能的1000万倍,可以说是取之不竭的能源。至于氚,虽然自然界中不存在,但靠中子同锂作用可以产生,而海水中也含有大量锂,第四章 价键理论,第四章 价键理论,第四章 价键理论,第四章 价键理论,（3）杂化轨道的构成，必须遵循以下三个基本原则：,（a）杂化轨道必定满足归一化条件。,第四章 价键理论,第四章 价键理论,第四章 价键理论,第四章 价键理论,第四章 价键理论,第四章 价键理论,第四章 价键理论,第四

4、章 价键理论,第四章 价键理论,第四章 价键理论,第四章 价键理论,A,A,A,第四章 价键理论,第四章 价键理论,其中i = 1，2，3，4，由此共可得到四个分子轨道,第四章 价键理论,分子轨道理论在本质上是非定域的，也就是分子中的波函数遍及整个分子，原则上它由组成该分子的所有原子轨道的线性组合而成。,在v平面作用下 H2O的 轨道对称图,两个键轴的平分平面,水分子平面,可得,第四章 价键理论,即,对称的,反对称的,同理,从而得到四个分子轨道：,第四章 价键理论,第四章 价键理论,根据轨道图形节面数可知，四个轨道的能级顺序为：,s1 a1 s2 a2,按第一步近似，H2O分子的基组态为：,其

5、中1s、 2s及 2pz分别表示氧的1s、2s及2pz轨道,第四章 价键理论,第四章 价键理论,故,H2O的组态应为：,2sO与s1的再组合表示氧的2s也是参与成键的;其再组合使键角由90。增大，使理论与实验结果更全面地相接近。 这可证明离域分子轨道模型是可靠的。,第四章 价键理论, 甲烷的 离域分子轨道,在甲烷分子中，每个电子都处于一个碳原子和四个氢原子的势场中运动（即在五个核及其余九个电子形成的势场中运动），每个分子轨道都是五中心的，其基函数为碳的2s、2px、2py、2pz和四个氢的1s轨道（不考虑内层电子）。,基函数,C：2s，2px , 2py , 2pz H: 1sa , 1sb , 1sc , 1sd,根据轨道对称性和最大重叠原则，组合成的非定域分子轨道为：,第四章 价键理论,上式中，各原子轨道组合系数的正负可由下图中的原子轨道重叠位向看出：,CH4的非定域分子轨道组合图：,由上图可知：碳的2s轨道是球形对称的，它和四个氢的1s轨道发生正的重叠，因此，在1中H的1s轨道均取正号；碳的2px轨道正端和H原子a、b同侧，它的负端H原子c、d同侧，故在分子轨道2中，1sa和1s