分子轨道理论.pptx

分子轨道理论顺磁性顺磁性就是指具有未成对电子得分就是指具有未成对电子得分子在磁场中顺磁场方向排列得性质子在磁场中顺磁场方向排列得性质,具具有此性质得物质有此性质得物质顺磁性物质顺磁性物质反磁性反磁性就是指无未成对电子得分子就是指无未成对电子得分子在磁场中无顺磁场方向排列得性质在磁场中无顺磁场方向排列得性质,具有具有此性质得物质此性质得物质反磁性物质反磁性物质分子轨道分子轨道理论理论6-4-1价键理论得局限性价键理论得局限性一、一、分子轨道理论得要点分子轨道理论得要点 2、分子轨道由原子轨道组合而成、分子轨道由原子轨道组合而成,n个原子轨个原子轨道组合成道组合成n个分子轨道。在组合形成得分子轨个分子轨道。在组合形成得分子轨道中道中,比组合前原子轨道能量低得称为成键分比组合前原子轨道能量低得称为成键分子轨道子轨道,用用表示表示;能量高于组合前原子轨道得能量高于组合前原子轨道得称为反键分子轨道称为反键分子轨道,用用 表示。表示。如两个原子轨道如两个原子轨道a和和b线性组合后形成两个线性组合后形成两个分子轨道分子轨道1和和1*1=C1a+C2b 1*=C1a-C2b(式中式中C1、C2为常数为常数)1、把分子作为一个整体、把分子作为一个整体,电子在整个分子中运电子在整个分子中运动。动。原子中每个电子得运动状态可用波函数原子中每个电子得运动状态可用波函数()来描述那样来描述那样,分子中每个电子得运动状态也分子中每个电子得运动状态也可用相应得波函数来描述。可用相应得波函数来描述。原子轨道用原子轨道用s、p、d、f表示表示,分子轨道分子轨道则用则用、表示。表示。3、原子轨道要有效地线性组合成分子轨道、原子轨道要有效地线性组合成分子轨道,必须遵循下面三条原则必须遵循下面三条原则:分子轨道分子轨道和杂化轨道不同和杂化轨道不同,杂化轨道就是同一杂化轨道就是同一原子内部能量相近得不同类型得轨道重新组合原子内部能量相近得不同类型得轨道重新组合,而分子轨道却就是由不同原子提供得原子轨道而分子轨道却就是由不同原子提供得原子轨道得线性组合。得线性组合。原子轨道角度分布图原子轨道角度分布图+_+_+_szxpzzxpxzxxypyzzzyyxxxxydxzdyzdxy-+(1)对称性匹配原则。只有对称性匹配得原子对称性匹配原则。只有对称性匹配得原子轨道才能有效地组合成分子轨道。下图中轨道才能有效地组合成分子轨道。下图中(a)、(c)a为为s轨道轨道,b为为py轨道轨道,键轴为键轴为x。看起来。看起来a和和b可以重叠可以重叠,但实际上一半区域为同号重但实际上一半区域为同号重叠叠,另一半为异号重叠另一半为异号重叠,两者正好抵消两者正好抵消,净成键净成键效应为零效应为零,因此不能组成分子轨道因此不能组成分子轨道,亦称两个亦称两个原子轨道对称性不匹配而不能组成分子轨道。原子轨道对称性不匹配而不能组成分子轨道。图图(b)(d)(e),a和和b同号迭加满足对称性匹配同号迭加满足对称性匹配得条件得条件,便能组合形成分子轨道。便能组合形成分子轨道。同号重叠同号重叠对称匹配对称匹配组成成健轨道组成成健轨道异号重叠异号重叠对称匹配对称匹配组成反健轨道组成反健轨道同、异号重叠完全抵消同、异号重叠完全抵消对称对称 不匹配不匹配不能组成任何分子轨道不能组成任何分子轨道(2)能量相近原则。只有能量相近得原子轨能量相近原则。只有能量相近得原子轨道才能组合成有效得分子轨道。若两条原道才能组合成有效得分子轨道。若两条原子轨道能量相差很大子轨道能量相差很大,则不能组成分子轨道则不能组成分子轨道,只会发生电子转移而形成离子键。只会发生电子转移而形成离子键。(3)最大重叠原则。原子轨道发生重叠时最大重叠原则。原子轨道发生重叠时,在对称性匹配得条件下在对称性匹配得条件下,原子轨道原子轨道a和和 b得重叠程度愈大得重叠程度愈大,成键轨道相对于组成得成键轨道相对于组成得原子轨道得能量降低得愈显著原子轨道得能量降低得愈显著,成键效果成键效果强强,形成得化学键愈稳定。形成得化学键愈稳定。大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静继续保持安静 在对称性匹配得条件下在对称性匹配得条件下,原子轨道线性组原子轨道线性组合可得不同种类得分子轨道合可得不同种类得分子轨道,其组合方式主要其组合方式主要有如下几种有如下几种:1、ss重叠。两个轨道相加成为成键轨道重叠。两个轨道相加成为成键轨道,两者相减则成为反键轨道两者相减则成为反键轨道*。若就是。若就是1s轨道轨道,则分子轨道分别为则分子轨道分别为1s、1s*,若就是若就是2s轨道轨道,则写为则写为 2s、2s*。*nsns能能量量二、原子轨道线性组合得类型二、原子轨道线性组合得类型节面节面2、s-p重叠重叠:形成一个成键轨道形成一个成键轨道 s-p 一个反键轨道一个反键轨道 s-p*2s2p3、pp重叠。两个原子得重叠。两个原子得p轨道可以有两轨道可以有两种组合方式种组合方式,其一就是其一就是“头碰头头碰头”,两个原子两个原子得得px轨道重叠后轨道重叠后,形成一个成键轨道形成一个成键轨道p和一和一个反键轨道个反键轨道p*。其二就是两个原子得。其二就是两个原子得py或或pz轨道垂直于键轴轨道垂直于键轴,以以“肩并肩肩并肩”得形式发得形式发生重叠生重叠,形成得分子轨道称为形成得分子轨道称为分子轨道分子轨道,成成键轨道键轨道p,反键轨道反键轨道p*。两个原子各有。两个原子各有3个个p轨道轨道,可形成可形成6个分子轨道个分子轨道,即即px、px*、py、py*、pz、pz*。2p2p能能量量AB+-节面节面+-+-+-AB2px,A2px,B原子轨道原子轨道分子轨道分子轨道反键反键成键成键AB2py 原子轨道与分子轨道得形状原子轨道与分子轨道得形状能能量量AB节面节面-+AB+-A-+B-+2py,A2py,B原子轨道原子轨道分子轨道分子轨道1s1s 1s 1s*1s1s能量能量反键分子轨道反键分子轨道成键分子轨道成键分子轨道 原子轨道原子轨道 原子轨道原子轨道三、三、分子轨道理论得应用分子轨道理论得应用(1)H2分子得形成分子得形成 (1s)2键级键级=一般来说一般来说,键级越大键级越大,键能越大键能越大,分子越分子越稳定。稳定。(2)He2分子分子 *1s1s 1s1s分子轨道式分子轨道式He2(1s)2(*1s)2键级为键级为0,故不能稳定存在。故不能稳定存在。N2型型能量能量A原子原子 分子轨道分子轨道 B原子原子2p2s2p2s(3)第二周期第二周期,同核双原子分子得分子轨道同核双原子分子得分子轨道 能量能量A原子原子 分子轨道分子轨道 B原子原子2p2s2p2sO2型型Li，Be，B，C，N 分子轨道为：分子轨道为：O，F的分子轨道为：的分子轨道为：1s 1s*1s1s*2s2s2s 2sLi2或或KK:内层电子仍保留原子轨道性质内层电子仍保留原子轨道性质,用用KK作为简写。作为简写。Be2 键级为键级为0,所以所以Be2不存在。不存在。1s 1s*1s1s*2s2s2s 2s键级为键级为1分子有单电子分子有单电子,有顺磁性。有顺磁性。B2键级为键级为2,逆磁性逆磁性N2 C2 键级为键级为3,3,逆磁性逆磁性,二个二个 键一个键一个 键键能能量量 O22p2p*2p2s2p1s2p*2p*2s*1s1s1s2s2sA.O M.O A.O(1s)2(*1s)2(2s)2(*2s)2(2px)2(2py)2(2pz)2(*2py)1(*2pz)1OO 1个个键键 2个三电子个三电子 键键O2为顺磁性物质为顺磁性物质 能能量量*2p2p2pA.O M.O A.O2s2p1s2p*2p*2s*1s1s1s2s2sF2键级为键级为1 11 1 个个 键，键，逆磁性逆磁性Ne2键级为键级为0,氖以单原子分子存在氖以单原子分子存在 (1s)2(*1s)2(2s)2(*2s)2 (2px)2(2py)2(2pz)2(*2py)2 (*2pz)2