1、2s 2s 2p 2p O O OO O=O 但经磁性实验测定，氧分子有两个不成对 的电子，自旋平行，表现出顺磁性。 根据价键理论，氧分子中有一个键和一 个键，其电子全部成对。 1 顺磁性是指具有未成对电子的分子 在磁场中顺磁场方向排列的性质，具有 此性质的物质顺磁性物质 反磁性是指无未成对电子的分子在 磁场中无顺磁场方向排列的性质，具有 此性质的物质反磁性物质 2 分子轨道 理论 3 6-4-1价键理论的局限性 一 分子轨道理论的要点 2、分子轨道由原子轨道组合而成，n个原子 轨道组合成n个分子轨道。在组合形成的分子 轨道中，比组合前原子轨道能量低的称为成键 分子轨道，用表示；能量高于组合前
2、原子轨 道的称为反键分子轨道，用 表示。 如两个原子轨道a和b线性组合后形成两个 分子轨道1和1* 1 =C1a +C2b 1* =C1a -C2b （式中C1、C2为常数） 1、把分子作为一个整体，电子在整个分子中 运动。原子中每个电子的运动状态可用波函 数()来描述那样，分子中每个电子的运动状 态也可用相应的波函数来描述。 4 原子轨道用s、p、d、f表示，分子轨 道则用、表示。 3、原子轨道要有效地线性组合成分子轨道 ，必须遵循下面三条原则： 分子轨道和杂化轨道不同，杂化轨道是同一原 子内部能量相近的不同类型的轨道重新组合， 而分子轨道却是由不同原子提供的原子轨道的 线性组合。 5 原子
3、轨道角度分布图 + + _ + _ + _ _ _ + + _ _ + + _ _ + + + + s z x pz z x px z xx y py z zz y y xxxxy dxzdyzdxy - - + 6 (1)对称性匹配原则。只有对称性匹配的原子 轨道才能有效地组合成分子轨道。下图中(a) 、(c) a为s轨道，b为py轨道，键轴为x。看 起来a和b可以重叠，但实际上一半区域为 同号重叠，另一半为异号重叠，两者正好抵 消，净成键效应为零，因此不能组成分子轨 道，亦称两个原子轨道对称性不匹配而不能 组成分子轨道。 7 图(b)(d)(e)，a和b同号迭加满足对称性匹 配的条件，便能
4、组合形成分子轨道。 8 同号重叠 对称匹配 组成成健轨道 异号重叠 对称匹配 组成反健轨道 同、异号重叠完全抵消 对称 不匹配 不能组成任何分子轨道 9 (2)能量相近原则。只有能量相近的原子轨 道才能组合成有效的分子轨道。若两条原 子轨道能量相差很大，则不能组成分子轨 道，只会发生电子转移而形成离子键。 (3)最大重叠原则。原子轨道发生重叠时， 在对称性匹配的条件下，原子轨道a和 b的重叠程度愈大，成键轨道相对于组成 的原子轨道的能量降低得愈显著，成键效 果强，形成的化学键愈稳定。 10 在对称性匹配的条件下，原子轨道线性 组合可得不同种类的分子轨道，其组合方式 主要有如下几种： 1、ss重
5、叠。两个轨道相加成为成键轨道 ，两者相减则成为反键轨道*。若是1s轨道 ，则分子轨道分别为1s、1s*，若是2s轨道 ，则写为 2s、2s*。 * ns ns 能 量 二、原子轨道线性组合的类型 节面 11 2、 s-p重叠：形成一个成键轨道 s-p 一个反键轨道 s-p* 2s 2p 12 3、pp重叠。两个原子的p轨道可以有两 种组合方式，其一是“头碰头”，两个原子的 px轨道重叠后，形成一个成键轨道p和一 个反键轨道p*。其二是两个原子的py或pz 轨道垂直于键轴，以“肩并肩”的形式发生重 叠，形成的分子轨道称为分子轨道，成键 轨道p，反键轨道p*。两个原子各有3个p 轨道，可形成6个分
6、子轨道，即px 、px* 、py 、py* 、pz 、pz* 。 13 2p2p 14 能 量 AB + - 节面 +-+- +- AB 2px,A2px,B 原子轨道 分子轨道 反键 成键 AB 15 2py 原子轨道与分子轨道的形状 能 量 - + AB 节面 - + A B + - A - + B - + 2py,A2py,B 原子轨道 分子轨道 16 1s 1s 1s *1s 能量 反键分子轨道 成键分子轨道 原子轨道 原子轨道 三、 分子轨道理论的应用 (1)H2分子的形成 ( 1s) 2 键级= 17 一般来说，键级越大，键能越大，分 子越稳定。 (2)He2分子 *1s 1s 1
7、s 1s 分子轨道式He2(1s)2(*1s)2 键级为0，故不能稳定存在。 18 N2型 能量 A原子 分子轨道 B原子 2p 2s 2p 2s (3)第二周期，同核双原子分子的分子轨道 19 能量 A原子 分子轨道 B原子 2p 2s 2p 2s O2型 20 Li，Be， B， C， N 分子轨道为： O， F的分子轨道为： 21 1s 1s * 1s 1s * 2s 2s 2s 2s Li2 或 KK: 内层电子仍保留原子轨道性质, 用KK作为简写。 22 Be2 键级为0，所以Be2不存在。 1s 1s * 1s 1s * 2s 2s 2s 2s 23 键级为1 分子有单电子，有顺磁
8、性。 B2 24 键级为2，逆磁性 N2 C2 键级为3，逆磁性，二个 键一个键 25 能 量 O2 2p2p *2p 2s 2p 1s 2p *2p *2s *1s 1s1s 2s2s A.O M.O A.O 26 (1s)2(*1s)2(2s)2(*2s)2(2px)2(2py)2 (2pz)2 (*2py)1(*2pz)1 OO 1个键 2个三电子键 O2为顺磁性物质 27 能 量 *2p 2p 2p A.O M.O A.O 2s 2p 1s 2p *2p *2s *1s 1s1s 2s2s F2 28 键级为11 个键， 逆磁性 Ne2 键级为0，氖以单原子分子存在 (1s)2(*1s)2(2s)2 (*2s)2 (2px)2 (2py)2(2pz)2(*2py)2 (*2pz)2 29 异核双原子分子的分子轨道能级图 NONO 2p * 2p * 2p 2p 2s * 2s N NO O 2p 2s NO 顺磁性 30 COCO 2p * 2p * 2p 2p 2s * 2s C CO O 2p 2s CO 31
