結構化學：雙原子分子的結構

1教學重點：第一、二周期雙原子分子軌道能級及電子組態(tài)§3.3雙原子分子的結構2§3.3.1同核雙原子分子能級和電子組態(tài)H2+,H2,He2+,He2,Li2,Be2O2,F2B2,C2,N2各原子軌道上電子的電離能（eV）原子HHeLiBeBCNOF1s13.624.59581151922884035386942s5.3929.32212.9316.5920.3328.4837.852p8.29811.2614.5313.6217.4231、H2、H2+、He2、He2+、Li2、Be2特點：只有S軌道參與組合形成分子軌道σs和σ*sH2：1+1=2能級圖：1s1sσ1sσ1s*電子組態(tài)：(σ1s)2磁性：反磁性鍵級（BO）=1/2（成鍵電子數(shù)-反鍵電子數(shù)）=1/2（2-0）=1鍵級可粗略估計化學鍵的強弱，鍵級越大，成鍵越強。4H2+

：1能級圖：1s1sσ1sσ1s*電子組態(tài)：(σ1s)1磁性：順磁性鍵級（BO）=1/2（成鍵電子數(shù)-反鍵電子數(shù)）=1/2（1-0）=1/2He2：2+2=4能級圖：1s1sσ1sσ1s*電子組態(tài)：(σ1s)2(σ1s*)2磁性：反磁性鍵級（BO）=1/2（成鍵電子數(shù)-反鍵電子數(shù)）=1/2（2-2）=05He2+

：2+1=3能級圖：1s1sσ1sσ1s*電子組態(tài)：(σ1s)2(σ1s*)1磁性：順磁性鍵級（BO）=1/2（2-1）=1/26Li2：3+3=6能級圖：1s1sσ1sσ1s*電子組態(tài)：(σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2磁性：反磁性鍵級（BO）=1/2（4-2）=12s2sσ2sσ2s*7Be2：4+4=8能級圖：1s1sσ1sσ1s*電子組態(tài)：(σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2

(σ2s*)2磁性：反磁性鍵級（BO）=1/2（4-4）=02s2sσ2sσ2s*82、O2、F2特點：由1S、2S、2P原子軌道線性組合形成分子軌道。其價層分子軌道為：σ2sσ2s*σ2pzπ2pxπ2pyπ2px*π2py*σ2pz*<<<=<=<9O2：8+8=16能級圖：2s2sσ2sσ2s*2p2pσ2pzσ2pz*π2pxπ2pyπ2px*π2py*價電子組態(tài)：(σ2s)2

(σ2s*)2(σ2pz)2

(π2px)2(π2py)2(π2px*)1(π2py*)1鍵級=1/2（8-4）=2，有一個σ

鍵，兩個三電子的π鍵。性質：順磁性10F2：9+9=18能級圖：2s2sσ2sσ2s*2p2pσ2pzσ2pz*π2pxπ2pyπ2px*π2py*價電子組態(tài)：(σ2s)2

(σ2s*)2(σ2pz)2

(π2px)2(π2py)2(π2px*)2(π2py*)2鍵級=1/2（8-6）=1，有一個σ

鍵。性質：反磁性11O2F2123、B2、C2、N2特點：這些原子的價層電子2s、2p原子軌道能級相近，由它們組成的對稱性相同的分子軌道可以進一步相互作用，混雜在一起，組成新的分子軌道，稱為s-p混雜，軌道符號用σg、σu、πg、

πu表示。1σg<1σu<1π

u<2σg<1π

g<2σu13O2F2B2C2N22σu

(強反鍵)2σg(弱成鍵或非鍵)1σu

(弱反鍵或非鍵)1σg(強成鍵)1πu1πgσ*2pzσ2pzσ2sσ*2sπ*2pxπ*2pyπ2pxπ2py14B2：5+5=101σg1σu1πu2σg1πg2σu能級圖：價電子組態(tài)：(1σg)2(1σu)2(1πu)2鍵級：

BO=1/2（4-2）=11σu是弱反鍵，鍵級在1-2之間。性質：順磁性，B-B鍵長較

B-B單鍵共價半徑短。15C2：6+6=121σg1σu1πu2σg1πg2σu能級圖：價電子組態(tài)：(1σg)2(1σu)2(1πu)4鍵級：

BO=1/2（6-2）=21σu是弱反鍵，鍵級在2-3之間。性質：反磁性，C=C鍵長較

C原子共價雙鍵半徑和短。16N2：7+7=141σg1σu1πu2σg1πg2σu能級圖：價電子組態(tài)：(1σg)2(1σu)2(1πu)4(2σg)2鍵級：

BO=1/2（8-2）=31σu是弱反鍵，2σg是弱成鍵，鍵級為3。一個σ鍵，兩個π鍵。性質：反磁性，N2鍵長特別 短，鍵能相當大。171、CO、NO根據(jù)“等電子原理”,CO、NO的分子軌道與N2相似.

§3.3.2異核雙原子分子181σ2σ1π3σ2π4σCO：6+8=14能級圖：價電子組態(tài)：(1σ)2(2σ)2(1π)4(3σ)2鍵級：

BO=1/2（8-2）=3性質：反磁性，以碳原子端配位成鍵。191σ2σ1π3σ2π4σNO：5+8=15能級圖：價電子組態(tài)：(1σ)2(2σ)2(1π)4(3σ)2(2π)1鍵級：

BO=1/2