分子轨道理论简介

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1、分子轨道理论简介,分子轨道理论是基于量子力学的理论，该理论十分复杂，计算工作量也特别大 但由于计算机的飞速发展，目前这种理论在计算化学上应用相当普遍。 该理论能够通过计算来表征出分子结构和各种化学性质，本课只进行分子轨道理论的简介。,一.分子轨道理论的要点：,1 分子轨道是由原子轨道经线性组合而成，它与原子轨道的数量相等。 2 原子轨道只有满足下列三个条件，才能组成分子轨道： （1） 对称性匹配，有关这个下面要详细讲。,（2）能量相近,能量相近的两个原子轨道可以组成两个分子轨道（成键轨道和反键轨道） 成键轨道能量低，反键轨道能量高。,（3） 最大重叠,3. 电子在分子轨道上排布要遵循三原则：保

2、利不相容原理、能量最低原理和洪特规则。,小结,二. 关于轨道的对称性,1. 原子轨道与分子轨道的对称性 一个原子轨道，取x轴作旋转轴，旋转180度，如轨道不变，则为对称；如轨道的符号改变，则为对称。,如S, PX， dX2-Y2为对称,如PY，PZ, dXY, 是对称,2. 分子轨道的对称性,只有对称性相同的两个原子轨道才能组成分子轨道。叫对称匹配。 对称;如SS, SPX, PXPx, SdX2-Y2，组成的键叫键；是由对称的原子轨道组成。 PYPy, PZPZ组成的键叫键，是由对称的原子轨道组成,对称性相同的原子轨道组成分子轨道,三.分子轨道理论应用实例：,1He为什么不能形成He2? H

3、e有两个1s电子，如形成He2，则两个1s 轨道能形成(1s2),(*1s2),成键与反键相抵消，总能量没有下降，故不能形成。 2N2分子： 共有14个电子，原子有1s,2s, 3个p轨道，可以组成5个成键轨道和5个反键轨道。,氮的分子轨道能级图,3. O2分子,O2分子为什么有顺磁性？ 有16个电子，原子有1s,2s, 3个p轨道，可以组成5个成键轨道和5个反键轨道。,四.化学键的几个重要参数,1键级：在分子轨道理论中，用键级表示键的强度。键级越高，键能越大 两个原子组成的化学键的键级 （成键电子总数反键电子总数）/2 N2和O2分子的键级各是几？ O2+、 O22的键级各是几？,2键长,粗略可以两个原子的共价半径之和求。由于在不同的环境中原子的共价半径会有改变，精确地求要用实验或量子力学计算求出。 键越长作用力越弱，三键双键单键。,3键角：相邻的三个原子间的角度。如水为104.50。不适当的键角就会张力大，分子就不稳定。如三元环和四元环。 4键能：在标准压力下，将1mol的气态分子的某个键断裂成气态原子所需的能量。注意键能与键的离解能的差别。可通过键能的变化估计生成热。键能越强，越难反应。(以前讲过）,5键矩,用来表示键的极性大小的物理量。 键矩原子电荷乘以键长。可用实验测定。也可用量子力学计算求出。,作业：P211:13,