分子軌道理論演示文稿當(dāng)前第1頁\共有30頁\編于星期二\18點(diǎn)順磁性——是指具有未成對(duì)電子的分子在磁場(chǎng)中順磁場(chǎng)方向排列的性質(zhì)，具有此性質(zhì)的物質(zhì)——順磁性物質(zhì)反磁性——是指無未成對(duì)電子的分子在磁場(chǎng)中無順磁場(chǎng)方向排列的性質(zhì)，具有此性質(zhì)的物質(zhì)——反磁性物質(zhì)當(dāng)前第2頁\共有30頁\編于星期二\18點(diǎn)分子軌道

理論當(dāng)前第3頁\共有30頁\編于星期二\18點(diǎn)6-4-1價(jià)鍵理論的局限性一．

分子軌道理論的要點(diǎn)2、分子軌道由原子軌道組合而成，n個(gè)原子軌道組合成n個(gè)分子軌道。在組合形成的分子軌道中，比組合前原子軌道能量低的稱為成鍵分子軌道，用ψ表示；能量高于組合前原子軌道的稱為反鍵分子軌道，用ψ表示。

如兩個(gè)原子軌道ψa和ψb線性組合后形成兩個(gè)分子軌道ψ1和ψ1*ψ1=C1ψa+C2ψbψ1*

=C1ψa-C2ψb（式中C1、C2為常數(shù)）

1、把分子作為一個(gè)整體，電子在整個(gè)分子中運(yùn)動(dòng)。原子中每個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可用波函數(shù)(ψ)來描述那樣，分子中每個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也可用相應(yīng)的波函數(shù)來描述。當(dāng)前第4頁\共有30頁\編于星期二\18點(diǎn)原子軌道用s、p、d、f……表示，分子軌道則用σ、π、δ……表示。3、原子軌道要有效地線性組合成分子軌道，必須遵循下面三條原則：分子軌道和雜化軌道不同，雜化軌道是同一原子內(nèi)部能量相近的不同類型的軌道重新組合，而分子軌道卻是由不同原子提供的原子軌道的線性組合。當(dāng)前第5頁\共有30頁\編于星期二\18點(diǎn)原子軌道角度分布圖++_+_+___++__++__++++szxpzzxpxzxxypyzzzyyxxxxydxzdyzdxy--++當(dāng)前第6頁\共有30頁\編于星期二\18點(diǎn)

(1)對(duì)稱性匹配原則。只有對(duì)稱性匹配的原子軌道才能有效地組合成分子軌道。下圖中(a)、(c)

ψa為s軌道，ψb為py軌道，鍵軸為x?？雌饋恙譨和ψb可以重疊，但實(shí)際上一半?yún)^(qū)域?yàn)橥?hào)重疊，另一半為異號(hào)重疊，兩者正好抵消，凈成鍵效應(yīng)為零，因此不能組成分子軌道，亦稱兩個(gè)原子軌道對(duì)稱性不匹配而不能組成分子軌道。當(dāng)前第7頁\共有30頁\編于星期二\18點(diǎn)圖(b)(d)(e)，ψa和ψb同號(hào)迭加滿足對(duì)稱性匹配的條件，便能組合形成分子軌道。當(dāng)前第8頁\共有30頁\編于星期二\18點(diǎn)同號(hào)重疊對(duì)稱匹配組成成健軌道異號(hào)重疊對(duì)稱匹配組成反健軌道同、異號(hào)重疊完全抵消對(duì)稱不匹配不能組成任何分子軌道當(dāng)前第9頁\共有30頁\編于星期二\18點(diǎn)(2)能量相近原則。只有能量相近的原子軌道才能組合成有效的分子軌道。若兩條原子軌道能量相差很大，則不能組成分子軌道，只會(huì)發(fā)生電子轉(zhuǎn)移而形成離子鍵。(3)最大重疊原則。原子軌道發(fā)生重疊時(shí)，在對(duì)稱性匹配的條件下，原子軌道ψa和ψb的重疊程度愈大，成鍵軌道相對(duì)于組成的原子軌道的能量降低得愈顯著，成鍵效果強(qiáng)，形成的化學(xué)鍵愈穩(wěn)定。當(dāng)前第10頁\共有30頁\編于星期二\18點(diǎn)在對(duì)稱性匹配的條件下，原子軌道線性組合可得不同種類的分子軌道，其組合方式主要有如下幾種：1、s－s重疊。兩個(gè)軌道相加成為成鍵軌道σ，兩者相減則成為反鍵軌道σ*。若是1s軌道，則分子軌道分別為σ1s、σ1s*，若是2s軌道，則寫為σ2s、σ2s*。σ*nsσns能量二、原子軌道線性組合的類型節(jié)面當(dāng)前第11頁\共有30頁\編于星期二\18點(diǎn)2、s-p重疊：形成一個(gè)成鍵軌道s-p

一個(gè)反鍵軌道

s-p*2s2p當(dāng)前第12頁\共有30頁\編于星期二\18點(diǎn)3、p－p重疊。兩個(gè)原子的p軌道可以有兩種組合方式，其一是“頭碰頭”，兩個(gè)原子的px軌道重疊后，形成一個(gè)成鍵軌道σp和一個(gè)反鍵軌道σp*。其二是兩個(gè)原子的py或pz軌道垂直于鍵軸，以“肩并肩”的形式發(fā)生重疊，形成的分子軌道稱為π分子軌道，成鍵軌道πp，反鍵軌道πp*。兩個(gè)原子各有3個(gè)p軌道，可形成6個(gè)分子軌道，即σpx、σpx*、πpy、πpy*、πpz、πpz*。當(dāng)前第13頁\共有30頁\編于星期二\18點(diǎn)2p2p當(dāng)前第14頁\共有30頁\編于星期二\18點(diǎn)能量AB+--節(jié)面+-+-＋－+-AB2px,A2px,B原子軌道分子軌道反鍵成鍵AB當(dāng)前第15頁\共有30頁\編于星期二\18點(diǎn)2py原子軌道與分子軌道的形狀能量-+AB節(jié)面-+AB+-A-+B-+±2py,A2py,B原子軌道分子軌道當(dāng)前第16頁\共有30頁\編于星期二\18點(diǎn)σ1s

1s

1sσ*1s能量反鍵分子軌道成鍵分子軌道

原子軌道

原子軌道三、分子軌道理論的應(yīng)用(1)H2分子的形成(1s)

2鍵級(jí)=當(dāng)前第17頁\共有30頁\編于星期二\18點(diǎn)一般來說，鍵級(jí)越大，鍵能越大，分子越穩(wěn)定。(2)He2分子

σ*1s1s1sσ1s分子軌道式He2[(1s)2(*1s)2]鍵級(jí)為0，故不能穩(wěn)定存在。當(dāng)前第18頁\共有30頁\編于星期二\18點(diǎn)N2型能量A原子分子軌道B原子2p2s2p2s(3)第二周期，同核雙原子分子的分子軌道

當(dāng)前第19頁\共有30頁\編于星期二\18點(diǎn)能量A原子分子軌道B原子2p2s2p2sO2型當(dāng)前第20頁\共有30頁\編于星期二\18點(diǎn)Li，Be，B，C，N分子軌道為：

O，F(xiàn)的分子軌道為：當(dāng)前第21頁\共有30頁\編于星期二\18點(diǎn)1s1sσ*1sσ1sσ*2sσ2s2s2sLi2或KK:

內(nèi)層電子仍保留原子軌道性質(zhì),用KK作為簡寫。當(dāng)前第22頁\共有30頁\編于星期二\18點(diǎn)Be2

鍵級(jí)為0，所以Be2不存在。1s1sσ*1sσ1sσ*2sσ2s2s2s當(dāng)前第23頁\共有30頁\編于星期二\18點(diǎn)鍵級(jí)為1分子有單電子，有順磁性。B2當(dāng)前第24頁\共有30頁\編于星期二\18點(diǎn)鍵級(jí)為2，逆磁性N2C2

鍵級(jí)為3，逆磁性，二個(gè)鍵一個(gè)鍵當(dāng)前第25頁\共有30頁\編于星期二\18點(diǎn)能量O22p2pσ*2pσ2sσ2pσ1sπ2pπ*2pσ*2sσ*1s1s1s2s2sA.OM.OA.O當(dāng)前第26頁\共有30頁\編于星期二\18點(diǎn)(1s)2(*1s)2(2s)2(*2s)2(2px)2(2py)2(2pz)2(*2py)1(*2pz)1?O－O?······1個(gè)σ鍵

2個(gè)三電子鍵O2為順磁性物質(zhì)當(dāng)前第27頁\共有30頁\編于星期二\18點(diǎn)能量σ*2p2p2pA.OM.OA.Oσ2sσ2pσ1sπ2pπ*2pσ*2sσ*1s1s1s2s2sF2當(dāng)前第28頁\共有30頁\編于星期二\18點(diǎn)鍵級(jí)為11個(gè)鍵，逆磁性Ne2鍵級(jí)為0，氖以單原子分子存在(1s)2(*1s)2(2s)2(*2s)2(2px)2(2py)2(2pz)2(*2py)2

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