分子轨道理论.ppt

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1、分子轨道理论1、分子轨道的形成当原子结合形成分子时，原子轨道以一定的方式重叠形成分子轨道。能量比原子轨道低的分子轨道为成键分子轨道；能量比原子轨道高的分子轨道为反键分子轨道。分子轨道的数目等于组成分子的各原子轨道数目之和。2.原子轨道形成分子轨道应遵循的三个条件：(1)对称性匹配(2)能量相近(3)最大重叠3.分子轨道的类型分子轨道分子轨道4、分子轨道的能级根据同核双原子分子的电子组态可以预见分子及离子的性质。已知及O2其离子的键能有如下数据，请画出它们的对应关系。O2O2-O22-O2+键能/kJ·mol-1493.5626.1138.1392.9O2的能级顺序：(1s)(1s*)(

2、2s)(2s*)(2px)(2py)=(2pz)(2py*)=(2pz*)(2px*)O2的键级：2O2+的键级：2.5O2-的键级：1.5O22-的键级：1N2的能级顺序：(1s)(1s*)(2s)(2s*)(2py)=(2pz)(2px)(2py*)=)(2pz*)(2px*)非极性键：共用电子对不发生偏移的键。极性键：共用电子对发生偏移的键。对双原子分子而言，键有极性则分子一定是极性分子；键无极性则分子一定是非极性分子。但对多原子分子而言，键有极性则分子不一定是极性分子。HClH2CO2NH3NF3CH4CO对于双原子分子，偶极矩就是键矩；对于多原子分

3、子，分子偶极矩是各键矩的矢量和，所以成键原子的电负性差值就不是影响分子分子偶极矩的唯一因素，还会有影响其它因素的分子偶极矩。1.CO的偶极矩2.NH3&NF3的偶极矩二、分子间力分子间力(范德华力)是决定分子型物质熔点、沸点、溶解度等物理性质的一个重要因素.分子间力的特性：作用能一般是几个KJ/mol到几十个KJ/mol，比化学键能小1~2个数量级；作用力范围约几百pm，一般没有方向性和饱和性。（1）定向力：产生于极性分子之间。当两个极性分子充分接近时，产生同极相斥，异极相吸，使分子偶极定向排列而产生的静电作用力。分子的偶极矩越大，定向力越大。（2）诱导力：产生于极性分子和非极性分子之间。当极

4、性分子和非极性分子充分接近时，极性分子使非极性分子变形而产生的偶极称为诱导偶极。诱导偶极与固有偶极间的作用力为诱导力。极性分子偶极越大，非极性分子变形性越大，诱导力越大。极性分子之间也存在诱导力。（3）色散力：产生于各种分子之间。分子量越大，越易变形，色散力就越大。三种力中，色散力是主要的,定向力只有在极性很大的分子中才占较大的比重，诱导力通常都很小。例：比较下列物质熔沸点的高低。(1)F2Cl2Br2I2(2)SiF4SiCl4SiBr4SiI4氢键氢键是指分子中与高电负性原子X以共价键相连的H原子，和另一个高电负性原子Y之间所形成的一种弱键：X——HYX,Y=F,O,N,C

5、l,C氢键的特性：(1)比范德华力强，比化学键弱。(2)具有方向性和饱和性。氢键的形成对物质性质的影响：(1)氢键，特别是分子内氢键，控制分子的构象，影响化合物的许多化学性质，在决定反应速度上常起着重大的作用，氢键保持着蛋白质和核酸分子的三维结构。（2）由于氢键的形成，使得化合物的熔沸点上升。分子间生成氢键，熔沸点上升,分子内生成氢键，熔沸点下降,（3）溶解性对于溶质分子,凡能为生成氢键提供H与接受H者,均可通过氢键和水结合,在水中溶解度较大.(1999全国初赛卷）（4）分子间生成氢键会增大粘度和表面张力。例：①乙醚②乙醇③丙酮三者沸点依此增大的顺序为A.①②③B.③②①C.②③>①

6、D.③①②非常规氢键1、X—H···氢键在一个X—H···氢键中，键或离域键体系作为质子的受体。由苯基等芳香环的离域键形成的X—H···氢键，又称为芳香氢键（aromatichydrogenbonds),多肽链中的N—H和苯基形成的N—H···氢键,在多肽结构以及生物体系中是十分重要的，它对稳定多肽链的构象起重要的作用。根据计算，理想的N—H···Ph氢键的键能值约为12kJ·mol-1.已知多肽链内部N—H···Ph氢键的结合方式有下面两种：在甲苯·2HCl晶体结构中的Cl—H···氢键结构已得到测定。在此晶体中，甲苯芳香环上的离域键作为质子的受体，两个Cl—H分子从苯

7、环上、下两个方向指向苯环中心：除上述N—H···和Cl—H···氢键外，在有些化合物中还存在O—H···和C—H···氢键:2、X—H···M氢键X—H···M氢键是常规氢键的类似物，它在一个3c-4e体系的相互作用下，包含一个富电子的过渡金属原子作为质子受体。3、X—H···H—Y二氢键H3N—BH3中：N—H···H—B二氢键不仅存在于H3N—BH3等化合物中，还存在于过渡金属配位化合