8第八章+化学键和分子结构3.ppt

1、3 分子轨道 3 1 分子轨道理论的要点 1 分子中 电子在构成分子的全部原子核的作用下运动 它们不再属于单个原子 2 电子在分子中的运动状态称为分子轨道 分子轨道可以近似地由原子轨道线性组合形成 3 电子在各分子轨道上的分配也要服从泡里原理 能量最低原理和洪特规则 二个原子的原子轨道线性相加称为原子轨道的线性组合 二个原子的原子轨道线性组合形成二个分子轨道 一个是能量比原子轨道低而在原子间电子云密度大的成键分子轨道 另一个是能量比原子轨道高而在原子间电子云密度为零的反键分子轨道 3 2 原子轨道线性组合的类型 P151 同号组合 异号组合 s px s px 3 3 原子轨道线性组合的原则

2、1 能量匹配原则只有能量相近 或相同 的原子轨道之间可以进行线性组合 同核双原子分子异核双原子分子F2HFF 1s2s2pH 1s 13 6eV F 1s2s2pF 2p 18 63eV 2 对称性匹配原则只有对称性相匹配的原子轨道之间才能进行线性组合 对称轨道 围绕键轴旋转180o 正负号不变 重叠 反对称轨道 围绕键轴旋转180o 正负号相反s 对称轨道px 如果键轴是x轴 则是对称轨道px 如果键轴是y轴或z轴 则是反对称轨道对称轨道与对称轨道 轨道反对称轨道与反对称轨道 轨道 3 最大重叠原则二个原子轨道的重叠积分S12对分子轨道的形成起着至关重要的作用 重叠积分愈接近1 形成的成键轨

3、道愈稳定 重叠积分接近0 分子轨道就不能形成 3 4 同核双原子分子 第1 2周期元素 第1周期元素的同核双原子分子 HH2HHeHe2He 分子轨道能级图 键级 成键电子数 反键电子数 2用B O 表示H2 B O 2 0 2 1分子的稳定性可以通过键级来描述 键级越高 分子越稳定 键级为零的分子不能稳定存在 键级越高 键能越大 键长越短 H2 分子轨道能级图B O 1 0 2 1 2能稳定存在 分子轨道式 或分子基态电子构型 H2 1s 2H2 1s 1顺磁性 H2 X H2 He2分子轨道能级图分子轨道式 1s 2 1s 2键级 2 2 2 0He2不能稳定存在 Li2分子和Be2分子基

4、态的分子轨道能级图 分子轨道式 或分子基态电子构型 Li2 1s 2 1s 2 2s 2Be2 1s 2 1s 2 2s 2 2s 2简写为Li2 KK 2s 2Be2 KK 2s 2 2s 2 第2周期元素的同核双原子分子 键级 Li2 2 0 2 1 Be2 2 2 2 0 Be2不能稳定存在 顺磁性 Li2 X B2C2N2能级逆转 P153 152 同核双原子分子的分子轨道能级图 P153 能级逆转 正常 B2C2N2分子轨道能级图分子轨道式B2 1s 2 1s 2 2s 2 2s 2 2p 2C2 1s 2 1s 2 2s 2 2s 2 2p 4P155 154N2 1s 2 1s

5、2 2s 2 2s 2 2p 4 2p 2键级B2 2 0 2 1 C2 4 0 2 2N2 6 0 2 3 顺磁性B2 N2 X O2F2分子轨道能级图分子轨道式O2 1s 2 1s 2 2s 2 2s 2 2p 2 2p 4 2p 2F2 1s 2 1s 2 2s 2 2s 2 2p 2 2p 4 2p 4键级O2 6 2 2 2 F2 6 4 2 1顺磁性O2 F2 X 在解释同核双原子分子和分子离子的某些更为细致的性质时 分子轨道理论有更大的优越性 O2 1s 2 1s 2 2s 2 2s 2 2p 2 2p 4 2p 22 O2 1s 2 1s 2 2s 2 2s 2 2p 2 2p

6、 4 2p 12 5 O2 1s 2 1s 2 2s 2 2s 2 2p 2 2p 4 2p 31 5 O22 1s 2 1s 2 2s 2 2s 2 2p 2 2p 4 2p 41X 键级 顺磁性 键级 O2 O2 O2 O22 键能 O2 O2 O2 O22 键长 O2 O2 O2 O22 F2 分子轨道能级图分子轨道式F2 1s 2 1s 2 2s 2 2s 2 2p 2 2p 4 2p 3键级 6 3 2 1 5顺磁性F2 键级 F2 F2 键能 F2 F2 键长 F2 F2 第2周期同核双原子分子的分子轨道能量递变 P154 由于全部电子属于整个分子 分子轨道理论中不再有单键 双键等

7、概念 分子的稳定性就通过分子的键级来描述 键级愈高 分子愈稳定 键级为零的分子不能稳定存在 P155表上面一段 CO的分子轨道能级图 P157 3 5 第2周期元素的异核双原子分子 分子轨道式 1s 2 1s 2 2s 2 2s 2 2p 4 2p 2键级 6 0 2 3顺磁性 X 能级逆转 对于异核双原子分子 另一种命名法 1 2 2 2 3 2 4 2 1 4 5 2 NO分子轨道能级图 正常 a 分子轨道式 1s 2 1s 2 2s 2 2s 2 2p 2 2p 4 2p 1键级 6 1 2 2 5顺磁性 NO 1s 2 1s 2 2s 2 2s 2 2p 2 2p 43X NO 1s 2 1s 2 2s 2 2s 2 2p 2 2p 4 2p 12 5 NO 1s 2 1s 2 2s 2 2s 2 2p 2 2p 4 2p 22 键级 顺磁性 键级 NO NO NO 键能 NO NO NO 键长 NO NO NO 作业 P156 1 2 5P158 3 4 a 对应书上的内容 P146 157 小体字不要