分子轨道理论.ppt

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1、问题：B2、O2的磁性（顺磁性）？H2+可以稳定存在，？一、基本要点：1、在分子中,电子不再属于某个特定的原子,而是在整个分子范围内运动,分子中电子的运动应用分子轨道波函数(简称分子轨道）来描述。‡3.5分子轨道理论MolecularOrbitalTheory2、分子轨道是由分子中原子轨道线性组合而成。分子轨道的数目和组合前的原子轨道数目相等。例如：ψa和ψb两个原子轨道线性组合产生两个分子轨道ψ1和ψ1*：ψ1=Caψa+Cbψbψ1*=Caψa-Cbψbψ1:在两核间电子云的密度增加，能量低于原子轨道，称为成键分子轨道ψ1*:在两核间电子

2、云密度减小，能量比原子轨道的能量高，称为反键分子轨道3、原子轨道组合成有效的分子轨道必须遵守的条件：①对称性匹配原则只有对键轴有相同的对称性的原子轨道，才能组成分子轨道b、d、e符合a、c不符合②能量近似原则只有能量相近的原子轨道才能组合成有效的分子轨道③最大重叠原则在对称性匹配的条件下，原子轨道的重叠程度越大，组合成的分子轨道能量降低得越多，形成的化学键越稳定。H1S-1312(KJ/mol)O2P-1314(KJ/mol)Cl3P-1251(KJ/mol)Na3S-496(KJ/mol)可以不行头碰头形成轨道、*，沿键轴（x轴）方向

3、呈圆柱形对称的重叠肩并肩形成轨道、*，通过键轴的平面（xz平面、xy平面）呈平面反对称的重叠组合方式s-s，s-pX,pX-pX()pY-pY,pZ-pZ()4、分子轨道的几种类型节面原子轨道与分子轨道的形状。1s±1sσ*1sσ1ss-s重叠s-p重叠2px,A2px,A2px,B2px,B原子轨道分子轨道反键成键+2pZ,A2pZ,B原子轨道分子轨道反键成键5、电子在分子轨道上的排布也遵从原子轨道电子排布的同样规则:能量最低；不相容；洪特规则。反键分子轨道成键分子轨道原子轨道原子轨道1s1sσ*1sσ1s二、同核双原子分子轨道的

4、能级图1、第一周期双原子分子轨道能级图：H2σ1s*(1)H2分子的形成电子排布：(1s)2H2+：(1s)1体系能量下降1，可以稳定存在。(3)He2分子：(1s)2(1s*)2稳定化能相抵消，不能有效成键。He2分子不会存在。He2+存在于氦放电管中，形成三电子键E2P-E2S<1500E2P-E2S>1500Li2、Be2、B2、C2、N2，O2、F22、第二周期双原子分子的分子轨道能级图b.2s和2p不发生相互作用a.2s和2p发生相互作用1S1S2S2S2P2P1S1S*2S2S*2Px2Px*2Py2

5、Pz2Py*2Pz*O2，F2，Ne2的分子轨道1S1S*2S2S*2Px2Px*2Py2Pz2Py*2Pz*C2，N2等分子的分子轨道三、分子轨道理论的应用键级（B.O）键级越大，键的强度愈大，分子也越稳定。磁性顺磁性：有未成对电子；抗磁性：无未成对电子；1S1S2S2S2P2P1S1S*2S2S*2Px2Px*2Py2Pz2Py*2Pz*O2的分子轨道:OO:键级为21个键2个3电子键3电子键的键能为正常键键能的一半O216e顺磁性O2+O2O2-O22-键级2.521.51未成对电子数

6、1210磁性顺磁顺磁顺磁抗磁:OO:1S1S2S2S2P2P1S1S*2S2S*2Px2Px*2Py2Pz2Py*2Pz*F2的分子轨道F218e键级为11个键，抗磁性1S1S2S2S2P2P1S1S*2S2S*2Px2Px*2Py2Pz2Py*2Pz*Ne2的分子轨道Ne220e键级为0，氖以单原子分子存在。1S1S*2S2S*2Px2Px*2Py2Pz2Py*2Pz*N2的分子轨道N214e键级为3：二个键，一个键抗磁性问题：N2+分子轨道电子排布式如何？并比较N2+、N2

7、其稳定性。1S1S*2S2S*2Px2Px*2Py2Pz2Py*2Pz*C2的分子轨道键级为21S1S*2S2S*2Px2Px*2Py2Pz2Py*2Pz*B2的分子轨道B210e2个单电子键，键级为1，分子有单电子，顺磁性。1S1S*2S2S*2Px2Px*2Py2Pz2Py*2Pz*Be2的分子轨道Be2分子Be2[KK(σ2s)2(σ2s*)2]Be2:键级=(2–2)/2=0不能形成稳定分子1S1S*2S2S*2Px2Px*2Py2Pz2Py*2Pz*L

8、i2的分子轨道Li2:键级=(4–2)/2=1能形成稳定分子第二周期同核双原子分子的分子轨道排布式分子Li2KK(σ2s)2Be2KK(σ2s)2(σ2s*)2B2