分子軌道理論

問題：B2

、O2

的磁性（順磁性）？

H2+可以穩(wěn)定存在，？一、基本要點：1、在分子中,電子不再屬于某個特定的原子,而是在整個分子范圍內(nèi)運動,分子中電子的運動應用分子軌道波函數(shù)(簡稱分子軌道）來描述。?

3.5

分子軌道理論MolecularOrbitalTheory2、分子軌道是由分子中原子軌道線性組合而成。分子軌道的數(shù)目和組合前的原子軌道數(shù)目相等。例如：ψa和ψb兩個原子軌道線性組合產(chǎn)生兩個分子軌道ψ1和ψ1*：ψ1=Caψa+Cbψbψ1*=Caψa-Cbψb

ψ1:在兩核間電子云的密度增加，能量低于原子軌道，稱為成鍵分子軌道

ψ1*:在兩核間電子云密度減小，能量比原子軌道的能量高，稱為反鍵分子軌道3、原子軌道組合成有效的分子軌道必須遵守的條件：①對稱性匹配原則

只有對鍵軸有相同的對稱性的原子軌道，才能組成分子軌道b、d、e符合a、c不符合②

能量近似原則只有能量相近的原子軌道才能組合成有效的分子軌道③

最大重疊原則在對稱性匹配的條件下，原子軌道的重疊程度越大，組合成的分子軌道能量降低得越多，形成的化學鍵越穩(wěn)定。H1S-1312(KJ/mol)O2P-1314(KJ/mol)Cl3P-1251(KJ/mol)Na3S-496(KJ/mol)可以不行頭碰頭形成軌道

、*，沿鍵軸（x軸）方向呈圓柱形對稱的重疊肩并肩形成軌道

、

*，通過鍵軸的平面（xz平面、xy平面）呈平面反對稱的重疊組合方式s-s，s-pX,pX-pX(

)pY-pY

,

pZ-pZ

(

)4、分子軌道的幾種類型節(jié)面原子軌道與分子軌道的形狀。1s±1sσ*1sσ1s

s-s重疊

s-p重疊2px,A2px,A2px,B2px,B原子軌道分子軌道反鍵成鍵+2pZ,A2pZ,B原子軌道分子軌道反鍵成鍵5、電子在分子軌道上的排布也遵從原子軌道電子排布的同樣規(guī)則:能量最低；不相容；洪特規(guī)則。反鍵分子軌道成鍵分子軌道原子軌道原子軌道1s1sσ*1sσ1s二、同核雙原子分子軌道的能級圖1、第一周期雙原子分子軌道能級圖：H2σ1s*(1)H2分子的形成電子排布：(

1s)

2H2+：(

1s)1體系能量下降

1，可以穩(wěn)定存在。(3)He2分子：(

1s)

2(

1s*)

2穩(wěn)定化能相抵消，不能有效成鍵。He2分子不會存在。He2+存在于氦放電管中，形成三電子鍵E2P-E2S<1500

E2P-E2S

>1500Li2、Be2、B2、C2、N2，O2、F22、第二周期雙原子分子的分子軌道能級圖b.2s和2p不發(fā)生相互作用a.2s和2p發(fā)生相互作用1S1S2S2S2P2P

1S

1S*

2S

2S*

2Px

2Px*

2Py

2Pz

2Py*

2Pz*O2，F(xiàn)2，Ne2的分子軌道

1S

1S*

2S

2S*

2Px

2Px*

2Py

2Pz

2Py*

2Pz*C2，N2

等分子的分子軌道三、分子軌道理論的應用鍵級（B.O）鍵級越大，鍵的強度愈大，分子也越穩(wěn)定。磁性順磁性：有未成對電子；抗磁性：無未成對電子；1S1S2S2S2P2P

1S

1S*

2S

2S*

2Px

2Px*

2Py

2Pz

2Py*

2Pz*O2的分子軌道:OO:鍵級為21個鍵2個3電子鍵3電子鍵的鍵能為正常鍵鍵能的一半O216e順磁性O2+O2O2-O22-鍵級2.521.51未成對電子數(shù)1210磁性順磁順磁順磁抗磁:OO:1S1S2S2S2P2P

1S

1S*

2S

2S*

2Px

2Px*

2Py

2Pz

2Py*

2Pz*F2的分子軌道F218e鍵級為11個鍵，抗磁性1S1S2S2S2P2P

1S

1S*

2S

2S*

2Px

2Px*

2Py

2Pz

2Py*

2Pz*Ne2的分子軌道Ne220e鍵級為0，氖以單原子分子存在。

1S

1S*

2S

2S*

2Px

2Px*

2Py

2Pz

2Py*

2Pz*N2

的分子軌道N214e鍵級為3：二個

鍵，一個鍵抗磁性問題：N2

+

分子軌道電子排布式如何？并比較N2

+、N2其穩(wěn)定性。

1S

1S*

2S

2S*

2Px

2Px*

2Py

2Pz

2Py*

2Pz*C2

的分子軌道鍵級為2

1S

1S*

2S

2S*

2Px

2Px*

2Py

2Pz

2Py*

2Pz*B2

的分子軌道B210e2個單電子鍵，鍵級為1，分子有單電子，順磁性。

1S

1S*

2S

2S*

2Px

2Px*

2Py

2Pz

2Py*

2Pz*Be2

的分子軌道Be2

分子Be2[KK(σ2s)2(σ2s*)2]Be2:鍵級=(2–2)/2=0不能形成穩(wěn)定分子

1S

1S*

2S

2S*

2Px

2Px*

2Py

2Pz

2Py*

2Pz*Li2

的分子軌道Li2:鍵級=(4–2)/2=1能形成穩(wěn)定分子第二周期同核雙原子分子的分子軌道排布式分子Li2KK(σ2s)

2Be2KK(σ2s)2

(σ2s

*)

2B2KK(σ2s)2

(σ2s*)

2(π2py)1(π2pz)1C2KK(σ2s)2(σ2s*)

2(π2py)2

(π2pz)2N2KK(σ2s)2(σ2s*)

2(π2py)2(

π2pz)2(σ2p)2

O2KK(σ2s)2(σ2s*)

2

(σ2p)2

(π2py)2

(π2pz)2(π2*py)1

(π2*pz)1F2KK(σ2s)2(σ2s*)

2(σ2p)2(π2py)2(π2pz)2

(π2*py)2

(π2*pz)2Ne2KK(σ2s)2(σ2s*)

2(σ2p)2(π2py)2(π2pz)2(π2*py)2(π2*pz)2(σ*2p)2化學鍵理論價鍵理論(VB)雜化軌道理論(HO