第六章分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(編輯修改稿)
2024-08-28 13:18 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 N原子外占據(jù)較大空間 ， 對三個(gè)NH鍵的電子云有較大排斥作用 ， 使鍵角被壓縮到 107176。 18′ ， 故 NH3為三角錐型 。H2O為兩對孤電子對 ， 對成鍵電子對的排斥 ， 鍵角被壓得更小 ， 故為 104176。 45′ 。 不等性雜化 : 由于孤電子對的電子云比較集中于中心原子附近 ， 有更多的 s軌道成分 ，所以四個(gè) sp3雜化軌道不完全等同 。 d軌道參與的雜化 : 第三周期及其后的元素原子。 雜化軌道的不足：預(yù)測分子幾何構(gòu)型未必能得到滿意的結(jié)果 . 新 的 理 論 ， 如 價(jià) 層 電 子 對 互 斥 理 論（ VSEPR） 、 分子軌道理論等 。 分子軌道理論 液態(tài)和固態(tài) O2的順磁性 光譜研究證明有 H2+存在 ， 分子軌道理論：說明很多分子的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)性能問題上很成功 ， 在共價(jià)鍵理論中 ， 占有非常重要的位置 。 理論假設(shè)出發(fā)點(diǎn)：成鍵電子是在整個(gè)分子區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng) （ 一 ） 分子軌道理論 把原子電子層結(jié)構(gòu)的主要思路推廣到分子體系而形成的一個(gè)分子結(jié)構(gòu)理論 ， 由原子的電子層結(jié)構(gòu)引入分子中 (1)分子中的核心是分子中各原子核的平衡位 置構(gòu)成的骨架 (2)分子核心之外 ， 有若干個(gè)能級不相同的軌道 ， 由低到高排列 ， 越靠近分子核心 ，分子軌道的能量越低 (3)分子中的所有電子按兩個(gè)原理一條規(guī)則填入分子軌道中 。 (分子中有能量相等的等價(jià)分子軌道時(shí) ,分子盡可能占據(jù)不同的等價(jià)軌道 ,且自旋方向平行 ) (4)電子進(jìn)入分子軌道后 ,若體系總能量降低 ,即能成鍵 （ 二 ） 分子軌道的形成 ， =參與組合的原子軌道總數(shù) 如當(dāng) 2個(gè) H原子組成 H2分子時(shí) ， 兩個(gè) H原子的 1s軌道可組合成 2個(gè)分子軌道 ,分別近似描述 + + +++++ E n e r g yp pppxxxxx xppσσppp pppyyyyyy+++++++ππ*E n e r g y++++++E n e r g ys si n p h a s eo u t o f p h a s essa n t i b o n d i n g b o n d i n g σσ * ss原子軌道的組合 反鍵分子軌道 : 電子若原子核間有節(jié)面 、 能量較高分子軌道 ， 對形成分子不利 成鍵分子軌道 : 若進(jìn)入 原子核間電子云密度大 、能量較低分子軌道 ， 會(huì)使分子中原子鍵合 σ 分子軌道 : 分子軌道 ， 其電子云沿鍵軸 （ 兩原子核連線 ） 圓柱形對稱分布 。 σ ﹡ ns； σ ns σ 軌道上的電子稱 σ 電子 通過理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測定可知 ， Eσ ﹡ nsE nsEσ ns。 如 H2分子軌道與 H原子軌道能量關(guān)系圖 。 H2的分子軌道式： H2[(σ 1s)2] 1s↑ ↑1sσ↑↑1s1sσ*H原 子 H原 子H 分子2 pp原子軌道的組合 沿鍵軸方向的頭碰頭方式 肩并肩方式 σ npx成鍵分子軌道和 σ﹡ npx反鍵分子軌道 pnpz成鍵分子軌道和 p﹡ npz反鍵分子軌道 PP原子軌道的組合 可有 “ 肩并肩 ” 、 “ 頭碰頭 ” 兩種方式組合 σ 分子軌道 π 分子軌道 （ 三 ） 分子軌道的能級 每種分子的每個(gè)分子軌道都有確定的能量，不同分子的 ，可計(jì)算可測定 P178圖 ((a)(b))第一、二周期元素所組成的同核雙原子分子能級圖。 下面應(yīng)用分子軌道理論來描述某些同核雙原子分子的結(jié)構(gòu) 。 3 分子軌道的能級 第一、二周期除 O F2以外的同核雙原子分子的分子軌道能級 s1s s*1s s2s s*2s p2py = p2pz s2px p*2py = p*2pz s*2px O F2 s1s s*1s s2s s*2s s2px p2py = p2pz p*2py = p*2pz s*2px 例 1： F2分子的結(jié)構(gòu)根據(jù) (a)圖能級填電子： 分子軌道式： F2[KK(σ 2s)2(σ *2s)2(σ 2px)2(π 2pg)2(π 2pz)2(π *2py)2(π *2pz)2] F2形成的主要鍵 ， 即 (σ 2p)2 即 Fσ F鍵 。 例 2： N2分子結(jié)構(gòu) 分子軌道式： N2[KK(σ 2s)2(σ *2s)2(π 2pg)2(π 2pz)2(σ 2px)2] 故有三個(gè)鍵 。 價(jià)鍵結(jié)構(gòu)式和分子結(jié)構(gòu)式 4 分子軌道理論的應(yīng)用： 推測分子的存在和闡明分子的結(jié)構(gòu) （ 1） H2+分子離子與 Li2分子 。 H2+[(σ ls)1]能存在 ， [H?H]+中的鍵稱單電子 σ 鍵 。 Li2[KK(σ 2s)2]體系能量降低，可能存在（氣體中已觀察到）[Li:Li] 稱單 σ 鍵。 （ 2） Be2分子和 Ne2分子 Be2[KK(σ 2s)2(σ *2s)2] Ne2[KK(σ 2s)2(σ *2s)2(σ 2px)2(π 2py)2(π 2pz)2(π *2py)2(π *2pz)2(σ *2px)2]能量抵消 ∴ Be Ne2不是很不穩(wěn)定就是根本不存在 。 事實(shí)上 ， 到目前未發(fā)現(xiàn)它們 。 （ 3） He2分子和 He2+分子離子 。 He2[(σ ls)2(σ *ls)2]， 所以 He2不存在 ， 因此稀有氣體都是單原子分子 。 He2+[(σ ls)2(σ *ls)1]， 體系總能量下降 ， 可以存在
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1