分子轨道理论 (4)ppt课件.ppt

1、第四节分子轨道理论 无机化学多媒体电子教案无机化学多媒体电子教案 第六章 分子结构与性质 第四节 分子轨道理论 1 不能解释有的分子的结构和性质 如 O2 O O 2s 2s 2p 2p OO O=O 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。 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。 价键理论的局限性 2 不能解释有的分子的结构和性质 如 O2 O O 2s 2s 2p 2p OO O=O 不能解释H2+的稳定存在: (HH)+ 价键理论的局限性 能成功地说明许多分子的结构和反应性能 分子轨道理论的崛起 3 6-4-1价键理论的局限性 6-4-1

2、 分子轨道的基本概念 分子轨道由原子轨道组合而成，其数目等 于原子轨道数目之和。 分子中电子的分布和在原子中分布相同： 遵守泡里原理、能量最低原理和洪德规则。 电子进入分子轨道后，若体系能量降低， 即能成键。 把分子作为一个整体，电子在整个分子中 运动。分子中的每个电子都处在一定的分 子轨道上，具有一定的能量。 4 6-4-2分子轨道的形成 6-4-2 分子轨道的形成 s-s原子轨道的组合 + + + + + _ _ _ + + + ns ns ns *ns 能 量 ns *ns 成键轨道能量 道 子 沿 称分布 反键轨道能量 1s 1s *ns ns A.O M.O A.O 能 量 例 H2

3、 5 p-p原子轨道的组合 *npx 对含键轴 平面反对称 沿键轴 对称 反键轨道 电子轨道 能 量 成键轨道 能 量反键轨道 电子轨道 成键轨道 npx *np x *np z npz _ _ + 能 量 npx npx _ + _ + _ + _ + _ + _ + + + + npx + _ - _ + _ _ _ + + + _ + + + + _ + + npz npz _ + _ 能 量 *npz npz - 6 6-4-2分子轨道的形成 6-4-3 分子轨道的能级 每种分子的每个分子轨道都有确定的能量， 不同种分子的分子轨道能量是不同的， 可通过光谱实验确定。 7 O2、F2分子

4、的分子轨道能级 2s 2p 1s 2p *2p *2p *2s *1s 1s1s 2s2s 2p2p A.O M.O A.O 能 量 8 O2、F2分子，分子轨道的能级 2s 2p 1s 2p *2p *2p *2s *1s 1s1s 2s2s 2p 2p A.O M.O A.O 能 量 例 F2 F2(1s)2(*1s)2 (2s)2 (*2s)2 (2px)2 (2py)2 (2pz)2(*2py)2 (*2pz)2 F2 分子轨道式 1s22s22p5 F 电子分布式 FF 分子结构式 9 2s 2p 1s 2p *2p *2p *2s *1s 1s1s 2s2s 2p2p A.O M.

5、O A.O 能 量 第一、二周期同核双原子分子(除O2、F2外) 的分子轨道能级 10 能 量 A.O M.O A.O 1s1s 2s2s 2p2p 2s 2p 1s 2p *2p *2p *2s *1s 例 N2 N2(1s)2 (*1s)2 (2s)2 (*2s)2 (2py)2 (2pz)2 (2px)2 N2 分子轨道式 1s22s22p3 N 电子分布式 NN 价键结构式 分子结构式N N 11 6-4-分子轨道的应用 6-4-4 分子轨道的应用 推测分子的存在和阐明分子的结构 H2Li2 分子轨道 能级 示意图 分子轨道式H2 (1s)1Li2KK(2s)2 价键结构式H H+Li

6、 Li 键的名称单电子键(普通) 是否存在存在存在 1s 1s * 1s 1s 1s 1s * 1s 1s * 2s 2s 2s 2s + + 12 Be2 分子轨道 能级 示意图 分子轨道式 Be2KK(1s)2 (*1s)2 是否存在不存在 1s 1s * 1s 1s * 2s 2s 2s 2s 13 He2He2 分子轨道 能级 示意图 分子轨道式 He2(1s)2(*1s)2 He2 (2s)2(*1s)1 价键结构式He He+ 键的名称三子 是否存在不存在存在 1s 1s * 1s 1s 1s 1s * 1s 1s + + 14 描述分子的结构稳定性 键级分子中净成键电子数的一半

7、净成键电子数 成键轨道电子数反键轨道电子数 键级= = 2 2 分子He2H2H2N2 键级 键能/(kJmol- 1) 0256436946 2-2 2 =0 1-0 1 2 2 = 2-0 2 =1 10-4 2 =3 一般来说,键级越大,键能越大,分子越稳定。 注意：键级只能粗略估计分子稳定性的相 对大小，实际上键级相同的分子稳 定性也有差别。 + 15 预言分子的磁性 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 16 2s 2p 1s 2p *2p *2p *2s *1s 1s1s 2s2s 2p 2p A.O M.O A.O 能 量 例 O2 O2KK(2s)2 (*2s)2(2px)2 (2py)2(2pz)2 (*2py)1(*2pz)1 O2 分子轨道式1s22s22p4O 电子式 OO 价键结构式 1个、 2个三子 O2 磁性物 17 第四节结束第四节结束 第四节第四节 结束结束 第六章 分子结构与性质 无机化学多媒体电子教案无机化学多媒体电子教案 18