(精品)分子轨道理论

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,问题：,B,2,、,O,2,的磁性（顺磁性）？,H,2,+,可以 稳定存在，？,一、基本要点：,1,、在分子中,电子不再属于某个特定的原子,而是在整个分子范围内运动,分子中电子的运动,应用分子轨道波函数,(,简称,分子轨道,）来描述。,3,.,5,分子轨道理论,Molecular Orbital Theory,2,、分子轨道是由分子中原子轨道线性组合而成。分子轨道的数目和组合前的原子轨道数目相等。,例如：,a,和,b,两个原子轨道线性组合产生两个,分子轨道,1,和,1,*,：,1,=,C,a,a,+,C,b,b,1,*,=,C,a,a,-,C,b,b,1,:,在两核间电子云的密度增加，能量低于原子轨道，称为,成键分子轨道,1,*:,在两核间电子云密度减小，能量比原子轨道的能量高，称为,反键分子轨道,3,、原子轨道组合成有效的分子轨道必须遵守的条件：,对称性匹配原则,只有对键轴有相同的对称性的原子轨道，才能组成分子轨道,b,、,d,、,e,符合,a,、,c,不符合,能量近似原则,只有能量相近的原子轨道才能组合成有效,的分子轨道,最大重叠原则,在对称性匹配的条件下，原子轨道的重叠程度越大，组合成的分子轨道能量降低得越多，形成的化学键越稳定。,H,1S,-1312(KJ/mol),O,2P,-1314(KJ/mol),Cl,3P,-1251(KJ/mol),Na,3S,-496(KJ/mol),可以,不行,头碰头,形成,轨道,、,*,，沿,键轴（,x,轴）方向呈圆柱形对称的重叠,肩并肩,形成,轨道,、,*,，,通过键轴的平面（,xz,平面、,xy,平面）呈平面反对称的重叠,组合方式,s-s,，,s-p,X,p,X,-,p,X,(,),p,Y,-,p,Y,p,Z,-,p,Z,(,),4,、,分子轨道的几种类型,节面,原子轨道与分子轨道的,形状,。,1s,1s,*,1s,1s,s-s,重叠,s-p,重叠,2p,x,A,2p,x,A,2p,x,B,2p,x,B,原子轨道,分子轨道,反键,成键,+,2p,Z,A,2p,Z,B,原子轨道,分子轨道,反键,成键,5,、电子在分子轨道上的排布也遵从原子轨道电子排布的同样规则,:,能量最低；不相容；洪特规则,。,反键分子轨道,成键分子轨道,原子轨道,原子轨道,1s,1s,*,1s,1s,二、同核双原子分子轨道的能级图,1,、第一周期双原子分子轨道能级图：,H,2,1s,*,(1),H,2,分子的形成,电子排布：,(,1,s,),2,H,2,+,：,(,1,s,),1,体系能量下降,1,，可以稳定存在。,(3),He,2,分子：,(,1,s,),2,(,1,s,*,),2,稳定化能相抵消，不能有效成键。,He,2,分子不会存在。,He,2,+,存在于氦放电管中，形成三电子键,E,2P,-E,2S,1500,Li,2,、Be,2,、B,2,、C,2,、N,2,，,O,2,、F,2,2,、第二周期双原子分子的分子轨道能级图,b.2s,和,2p,不发生相互作用,a.2s,和,2p,发生相互作用,1S,1S,2S,2S,2P,2P,1,S,1,S,*,2,S,2,S,*,2,Px,2,Px,*,2,Py,2Pz,2,Py,*,2Pz,*,O,2,，,F,2,，,Ne,2,的分子轨道,1,S,1,S,*,2,S,2,S,*,2,Px,2,Px,*,2,Py,2Pz,2,Py,*,2Pz,*,C,2,，,N,2,等分子的分子轨道,三、分子轨道理论的应用,键 级（,B.O,）,键级越大，键的强度愈大，分子也越稳定。,磁 性,顺磁性：有未成对电子；,抗磁性：无未成对电子；,1S,1S,2S,2S,2P,2P,1,S,1,S,*,2,S,2,S,*,2,Px,2,Px,*,2,Py,2Pz,2,Py,*,2Pz,*,O,2,的分子轨道,:O O:,键级为,2 1,个键,2,个,3,电子键,3,电子键的键能为正常键键能的一半,O,2,16e,顺磁性,O,2,+,O,2,O,2,-,O,2,2-,键级,2.5,2,1.5,1,未成对电子数,1,2,1,0,磁性,顺磁,顺磁,顺磁,抗磁,:O O:,1S,1S,2S,2S,2P,2P,1,S,1,S,*,2,S,2,S,*,2,Px,2,Px,*,2,Py,2Pz,2,Py,*,2Pz,*,F,2,的分子轨道,F,2,18e,键级为,1,1,个,键，,抗磁性,1S,1S,2S,2S,2P,2P,1,S,1,S,*,2,S,2,S,*,2,Px,2,Px,*,2,Py,2Pz,2,Py,*,2Pz,*,Ne,2,的分子轨道,Ne,2,20e,键级为,0,，氖以单原子分子存在。,1,S,1,S,*,2,S,2,S,*,2,Px,2,Px,*,2,Py,2Pz,2,Py,*,2Pz,*,N,2,的分子轨道,N,2,14e,键级为,3,：二个,键，一个,键,抗磁性,问题：,N,2,+,分子轨道电子排布式如何？,并比较,N,2,+,、,N,2,其稳定性。,1,S,1,S,*,2,S,2,S,*,2,Px,2,Px,*,2,Py,2Pz,2,Py,*,2Pz,*,C,2,的分子轨道,键级为,2,1,S,1,S,*,2,S,2,S,*,2,Px,2,Px,*,2,Py,2Pz,2,Py,*,2Pz,*,B,2,的分子轨道,B,2,10e,2,个单电子 键，键级为,1,，分子有单电子，顺磁性。,1,S,1,S,*,2,S,2,S,*,2,Px,2,Px,*,2,Py,2Pz,2,Py,*,2Pz,*,Be,2,的分子轨道,Be,2,分子,Be,2,KK(,2s,),2,(,2s,*),2,Be,2,:,键级,=(2 2)/2=0,不能形成稳定分子,1,S,1,S,*,2,S,2,S,*,2,Px,2,Px,*,2,Py,2Pz,2,Py,*,2Pz,*,Li,2,的分子轨道,Li,2,:,键级,=(4 2)/2=1,能形成稳定分子,第二周期同核双原子分子的分子轨道排布式,分子,Li,2,KK(,2s,),2,Be,2,KK(,2s,),2,(,2s,*,),2,B,2,KK(,2s,),2,(,2s,*,),2,(,2py,),1,(,2pz,),1,C,2,KK(,2s,),2,(,2s,*,),2,(,2py,),2,(,2pz,),2,N,2,KK(,2s,),2,(,2s,*,),2,(,2py,),2,(,2pz,),2,(,2p,),2,O,2,KK(,2s,),2,(,2s,*,),2,(,2p,),2,(,2py,),2,(,2pz,),2,(,2,*,py,),1,(,2,*,pz,),1,F,2,KK(,2s,),2,(,2s,*,),2,(,2p,),2,(,2py,),2,(,2pz,),2,(,2,*,py,),2,(,2,*,pz,),2,Ne,2,KK(,2s,),2,(,2s,*,),2,(,2p,),2,(,2py,),2,(,2pz,),2,(,2,*,py,),2,(,2,*,pz,),2,(,*,2p,),2,化学键理论,价键理论,(VB),杂化轨道理论,(HO),价电子对互斥理论,(VSEPR),分子轨道理论,(MO),价键理论,(VB),简明扼要,不能解释分子的几何构型,不能解释分子的磁性,杂化轨道理论,(HO),可以解释分子的几何构型，但缺乏预见性,VSEPR,可以预言某些分子的几何构型，,但不能说明成键原理及键的强度,分子轨道理论,(MO),引入分子轨道概念，可以说明分子的成键情况，键的强弱和分子的磁性。不能解决构型问题,优缺点,