共價鍵與分子間力ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-02 06:09 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 子都對分子有貢獻。 最成功之處是解釋 O2的順磁性問題。 分子軌道理論理論要點 1 每個電子對形成分子都有貢 獻，在整個分子中運動而不局限于某個原子。 與原子軌道類似，每個電子的空間運動狀態(tài)用一個分子軌道來 ψi描述。 和原子軌道不同之處：分子軌道是多核的；原子軌道是單核的。 在分子中只有分子軌道，而無原子軌道。 分子軌道理論理論要點 1圖例 單核的原子軌道 多核的分子軌道 分子軌道理論理論要點 2a 分子軌道可近似用原子軌道的線性組合來表示。 分子軌道數(shù)目 =組合前原子軌道數(shù)目 分子軌道理論理論要點 2b 在分子軌道中，一部分分子軌道能量比原來的原子軌道能量低，稱為 成鍵軌道 。 另一部分分子軌道能量比原來的原子軌道能量高，稱為 反鍵軌道 。常加 “＊” 表示。 分子軌道理論理論要點 2c 成鍵軌道降低的能量與反鍵軌道升高的能量近似相等。 有時還有一部分分子軌道能量和原來的原子軌道能量一樣，稱為 非鍵軌道 。 例： H2分子的分子軌道 ψ 1＝ C1(ψ a ＋ ψ b) ψ 2＝ C2(ψ a － ψ b) ψ 2：氫分子軌道 ψ a：氫 a原子軌道 ψ b：氫 b原子軌道 ψ 1：氫分子軌道 H2分子的分子軌道能量變化 ψa ψb ψ1 ψ2 成鍵軌道 反鍵軌道 H2分子的分子軌道電子排布 ψ 2 ↑ ↓ ↑↓ 分子軌道理論理論要點 3 并不是任意的原子軌道都可以有效地組合成分子軌道，必須滿足一定的條件。 對稱性匹配原則 能量近似原則 軌道最大重疊原則 對稱性匹配原則 3a 操作 1800； 。 對稱性匹配原則 上述兩操作 同時 為 對稱 操作或 同時為反對稱 操作。 對稱性 對某個對象作某項操作前的圖形和符號與操作后的圖形和符號進行比較： 圖形 和 符號 前后 無變化 稱為 對稱 操作，即對該操作具有對稱性； 圖形無變化 ， 符號改變 稱為 反對稱操作 ，即對該操作具有反對稱性； 不符合上述兩項對稱性 為 不對稱操作 ，即對該操作具有不對稱性。 對稱、反對稱操作 操作前后，操作對象的外型，符號無變化稱為 對稱操作 ； 操作后，操作對象與操作前外型無變化，但符號改變稱為 反對稱操作 。 與上述兩項不符的，稱為 不對稱操作 。 繞鍵軸旋轉(zhuǎn) 1800操作圖例 1 x ＋ － y x ＋ － y 對稱 操作前后符號完全相同 操作前后圖形完全相同 繞鍵軸旋轉(zhuǎn) 1800操作圖例 2 x ＋ － y ＋ － y x 反對稱 操作前后符號完全相 反 操作前后圖形完全相同 繞鍵軸旋轉(zhuǎn) 1800操作圖例 3 x y x y 不對稱 ＋ ＋ － － 操作前后圖形不能完全重合 包含鍵軸的某一平面作鏡像反映操作 1 x ＋ － y x ＋ － y xy平面對稱 包含鍵軸的某一平面作鏡像反映操作 2 x ＋ － y ＋ － y x z xz平面反對稱 z 對稱性匹配原則示例 (一 ) S－ Px組合 ＋ ＋ 1800； 成鍵軌道 反鍵軌道 x x 水平面 － ＋ － ＋ 對稱性匹配原則示例 (二 ) Px－－ Px組合 成鍵軌道 反鍵軌道 x x ＋ － ＋ － － ＋ － ＋ 對稱性匹配原則示例 (三 ) Py－ Py組合 成鍵軌道 反鍵軌道 x x － － － ＋ y y y y ＋ ＋ ＋ － 對稱性匹配原則示例 (四 ) Py－ Px組合 1. 對稱性不匹配 2. 對稱性不匹配 x ＋ － － ＋ y 能量近似原則 3b 只有能量相近的原子軌道才能有效地組合成分子軌道。 這是量子力學(xué)計算得到的結(jié)果。 例： HF分子中 H原子的 1s軌道與 F原子的 1s軌道能量相差太大，不能有效組合成分子軌道。而與 F原子的 2p軌道能量相近 ,有效地組合成分子軌道。 能量近似原則 3b圖例 2px 2py 2pz 1s 2py 2s 1s σ2px* σ2px 2pz 2s 1s 非鍵軌道 軌道最大重疊原則 3c 對稱性匹配 的兩個原子軌道線性組合時，其 軌道重疊越大 ，形成的分子軌道能量越低，所形成的 化學(xué)鍵越牢固 。 分子軌道理論理論要點 4 電子在分子軌道中的排布也要遵守 : 泡利不相容原理； 能量最低原理； 洪特規(guī)則。 分子軌道理論理論要點 5 在分子軌道中，用鍵級表示鍵的牢固程度。 鍵級越大，鍵越牢固。 鍵級＝ 成鍵軌道電子數(shù)－反鍵軌道電子數(shù) 2 分子軌道應(yīng)用 第一、二周期簡單雙原子分子軌道能級圖 同核雙原子分子軌道能量順序圖 異核雙原子分子軌道能量順序圖 本章僅介紹簡單雙原子分子的分子軌道能級圖，其他的可查找有關(guān)資料。 同核雙原子分子軌道能量順序圖 1 在分子中無原子軌道，圖中的原子軌道是幫理解而畫的。 電子數(shù) e＞ 14 σ1s σ1s * σ2s σ2s * σ2px* π2pz* π2py* π2py π2pz σ2px 1s 1s 2s 2s 2py 2pz 2px 2py 2pz 2px 同核雙原子分子軌道能量順序圖 2 電子數(shù) e≤14 σ1s σ1s * σ2s σ2s * σ2px* π2pz* π2py* π2py π2pz σ2px 1s 1s 2s 2s 2py 2pz 2px 2py 2pz 2px 能級交錯的原因 由于 e≤14， 2s與 2px能級差較小 ， 2s──2px發(fā)生重疊 ， 降低了 2s能量 ， 升高 2px能量 。 分子的鍵級和磁性 鍵級：表示鍵的牢固程度 。 鍵級＝ （ 成鍵電子數(shù)－反鍵電子數(shù) ） ／ 2 順磁性：在物質(zhì)內(nèi)部存在有單電子時 ， 在磁場中將表現(xiàn)出特殊的性質(zhì) ， 稱此物質(zhì)為順磁性物質(zhì) ， 反之為反順磁性物質(zhì) 。 解釋 O2的鍵級 O2總電子數(shù) =16 鍵級＝ (10－ 6)/2＝ 2 或 鍵級＝ (8－ 4)/2＝ 2 或 鍵級＝ (6－ 2)/2＝ 2 或 鍵級＝ (4－ 0)/2＝ 2 (σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2(σ2s*)2(σ2px)2 (π2py)2(π2pz)2(π2py*)1 (
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1