分子軌道理論課件

第六章化學鍵與分子結構6.2.3分子軌道理論第六章化學鍵與分子結構6.2.3分子軌道理論www.11不能解釋有的分子的結構和性質(zhì)

2不能解釋H2+的穩(wěn)定存在:(H·H)+—分子軌道理論的崛起價鍵理論的局限性根據(jù)價鍵理論，氧分子中有一個

鍵和一個

鍵，其電子全部成對。但經(jīng)磁性實驗測定，氧分子有兩個不成對的電子，自旋平行，表現(xiàn)出順磁性。能成功地說明許多分子的結構和反應性能1不能解釋有的分子的結構和性質(zhì)2不能解釋H2+的穩(wěn)定存在:21)分子軌道的基本要點分子軌道是原子軌道的線性組合。成為LCAO-MO.軌道數(shù)目守恒。有幾條原子軌道，就可以組合成幾條分子軌道。把分子作為一個整體，電子在整個分子中運動。分子中的每個電子都處在一定的分子軌道上，具有一定的能量。分子中電子的分布和在原子中分布相同：遵守泡里不相容原理、能量最低原理和洪特規(guī)則。電子進入分子軌道后，若體系能量降低，即能成鍵。分子軌道由原子軌道組合而成，其數(shù)目等于原子軌道數(shù)目之和，組合遵守對稱性原則。1)分子軌道的基本要點分子軌道是原子軌道的線性組合。成為LC3對稱性原則

所謂對稱性原則是指只有對稱性相同的原子軌道才能有效組合成分子軌道。當原子軌道的波函數(shù)有正、負號之分，波函數(shù)同號的原子軌道相重疊，原子核間的電子云密度增大，形成的分子軌道能量比此前各原子軌道的能量都低，為成鍵分子軌道；波函數(shù)異號的原子軌道相重疊時，核間電子云密度減小，形成的分子軌道能量高于原來的原子軌道，為反鍵分子軌道。對稱性原則所謂對稱性原則是指只有對稱性相同42）分子軌道的類型-σ軌道和π軌道s-s原子軌道的組合+++++++___+++→→nsnsσnsσ*ns能量σnsσ*ns1s1sσ*nsσnsA.OM.OA.O能量例H22）分子軌道的類型-σ軌道和π軌道s-s原子軌道的組合++5p-p原子軌道的組合__+能量npx

npx_+_+_+_+_+__++++σnpx++_-_+___+++__++++_++npz

npz_++_能量π*npzπnpz-∧對含鍵軸平面反對稱沿鍵軸對稱反鍵軌道π電子π軌道能量成鍵軌道能量反鍵軌道σ電子σ軌道成鍵軌道σnpxσ*npxπ*npzπnpz∧p-p原子軌道的組合__+能量npxnpx63）分子軌道的近似能級圖每種分子的每個分子軌道都有確定的能量，不同種分子的分子軌道能量是不同的，可通過光譜實驗確定。3）分子軌道的近似能級圖每種分子的每個分子軌道都有確定ww7O2、F2分子，分子軌道的能級1s22s22p5F電子分布式F2[(1s)2(*1s)2(

2s)2(*2s)2(

2px)2(2py)2

(2pz)2(*2py)2

(*2pz)2]F2分子軌道式?F—F?¨¨¨¨分子結構式O2、F2分子，分子軌道的能級1s22s22p5F電子分布8第一、二周期同核雙原子分子(除O2、F2外)的分子軌道能級1s22s22p3N電子分布式N2[(1s)2(*1s)2(

2s)2(*2s)2(2py)2(

2pz)2

(

2px)2]N2分子軌道式?N—N?·

··

·價鍵結構式分子結構式?N≡N?第一、二周期同核雙原子分子(除O2、F2外)1s22s22p94）分子軌道理論的應用示例推測分子的存在和闡明分子的結構4）分子軌道理論的應用示例推測分子的存在和闡明分子的結構w101112描述分子的結構穩(wěn)定性注意：鍵級只能粗略估計分子穩(wěn)定性的相對大小，實際上鍵級相同的分子穩(wěn)定性也有差別。鍵級——分子中凈成鍵電子數(shù)的一半一般來說,鍵級越大,鍵能越大,分子越穩(wěn)定。2-22=01-0122=2-02=110-42=3描述分子的結構穩(wěn)定性注意：鍵級只能粗略估計分子穩(wěn)定性的相鍵級13預言分子的磁性順磁性——是指具有未成對電子的分子在磁場中順磁場方向排列的性質(zhì)具有此性質(zhì)的物質(zhì)——順磁性物質(zhì)反磁性——是指無未成對電子的分子在磁場中無順磁場方向排列的性質(zhì)具有此性質(zhì)的物質(zhì)——反磁性物質(zhì)預言分子的磁性順磁性——是指具有未成對電子的分子在磁場中順磁14例O21s22s22p4O電子式O2[KK(

2s)2(*2s)2(

2px)2(2py)2(

2pz)2

(*2py)1(*2pz)1]O2分子軌道式?O－O?······價鍵結構式1個σ鍵、2個三電子

鍵O2為順磁性物質(zhì)

例O21s22s22p4O電子式O2[KK(2s)2O15例題列出下列物質(zhì)穩(wěn)定性從大到小的順序：O2+、O2、O2

-、O2

2-、O2

3-例題列出下列物質(zhì)穩(wěn)定性從大到小的順序：www.themega16討論1：配合物穩(wěn)定性與鍵型關系穩(wěn)定性:內(nèi)軌型>外軌型1031.3內(nèi)軌型dsp2[Ni(CN)4]2

<107.96外軌型[Ni(NH3)4]2+配鍵類型穩(wěn)定性Kf雜化軌道同一中心離子形成相同配位數(shù)的配離子sp3討論1：配合物穩(wěn)定性與鍵型關系穩(wěn)定性:內(nèi)軌型>外軌17討論2：配合物磁性與鍵型關系討論2：配合物磁性與鍵