分子轨道理论简介.ppt

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1、分子轨道理论简介分子轨道理论是基于量子力学的理论，该理论十分复杂，计算工作量也特别大但由于计算机的飞速发展，目前这种理论在计算化学上应用相当普遍。该理论能够通过计算来表征出分子结构和各种化学性质，本课只进行分子轨道理论的简介。一.分子轨道理论的要点：1．分子轨道是由原子轨道经线性组合而成，它与原子轨道的数量相等。2． 原子轨道只有满足下列三个条件，才能组成分子轨道：（1）对称性匹配，有关这个下面要详细讲。（2）能量相近能量相近的两个原子轨道可以组成两个分子轨道（成键轨道和反键轨道）成键轨道能量低，反键轨道

2、能量高。（3） 最大重叠3.电子在分子轨道上排布要遵循三原则：保利不相容原理、能量最低原理和洪特规则。小结二.关于轨道的对称性1.原子轨道与分子轨道的对称性一个原子轨道，取x轴作旋转轴，旋转180度，如轨道不变，则为σ对称；如轨道的符号改变，则为π对称。如S,PX，dX2-Y2为σ对称如PY，PZ,dXY,是π对称2.分子轨道的对称性只有对称性相同的两个原子轨道才能组成分子轨道。叫对称匹配。σ对称;如S—S,S—PX,PX—Px,S—dX2-Y2，组成的键叫σ键；是由σ对称的原子轨道组成。PY—Py,PZ

3、－PZ组成的键叫π键，是由π对称的原子轨道组成对称性相同的原子轨道组成分子轨道三.分子轨道理论应用实例：1．He为什么不能形成He2?He有两个1s电子，如形成He2，则两个1s轨道能形成(σ1s2),(σ*1s2),成键与反键相抵消，总能量没有下降，故不能形成。2．N2分子：共有14个电子，原子有1s,2s,3个p轨道，可以组成5个成键轨道和5个反键轨道。。氮的分子轨道能级图3.O2分子O2分子为什么有顺磁性？有16个电子，原子有1s,2s,3个p轨道，可以组成5个成键轨道和5个反键轨道。四.化学键的几

4、个重要参数1．键级：在分子轨道理论中，用键级表示键的强度。键级越高，键能越大两个原子组成的化学键的键级＝（成键电子总数－反键电子总数）/2N2和O2分子的键级各是几？O2+、O22－的键级各是几？2．键长粗略可以两个原子的共价半径之和求。由于在不同的环境中原子的共价半径会有改变，精确地求要用实验或量子力学计算求出。键越长作用力越弱，三键<双键<单键。3．键角：相邻的三个原子间的角度。如水为104.50。不适当的键角就会张力大，分子就不稳定。如三元环和四元环。4．键能：在标准压力下，将1mol的气态分子的某

5、个键断裂成气态原子所需的能量。注意键能与键的离解能的差别。可通过键能的变化估计生成热。键能越强，越难反应。(以前讲过）5．键矩用来表示键的极性大小的物理量。键矩＝原子电荷乘以键长。可用实验测定。也可用量子力学计算求出。作业：P211:13