价键理论对社会的意义.ppt

,价键理论的创立对于,科学发展的价值,价键理论,价键理论 valence-bond theory，一种获得分子薛定谔方程近似解的处理方法。又称电子配对法。历史上最早发展起来的化学键理论。主要描述分子中的共价键和共价结合，其核心思想是电子配对形成定域化学键。,化学家将分子中原子间的强烈的吸引作用称作化学键，然而要认真的回答化学键的本质是什么，还真不是那么容易。最早的化学键学说是静电学说，即原子依靠电荷的库仑引力而结合成物质。这一理论可以解释像食盐那样的离子型化合物的结构，因此这类化学键叫做离子键。然而像氢气、氧气、氯化氢这样的简单分子，静电理论却无法解释，也就是说，静电学说无法解释共价键。,扫盲,产生 价键理论处理氢分子的方法 氢分子中的化学键 共价键的形成 共价键的方向性和饱和性 价键理论的建立和发展,价键理论是海特勒伦敦处理氢分子方法的推广，要点如下：若两原子轨道互相重叠，两个轨道上各有一个电子 ，且电子自旋方向相反，则电子配对给出单重态，形成一个电子对键。两个电子相互配对后，不能再与第三个电子配对，这就是共价键的饱和性。遵循最大重叠原则，共价键沿着原子轨道重叠最大的方向成键1。共价键具有方向性。原子轨道通常在某个特定方向上有最大值，只有在此方向上轨道间才有最大重叠而形成共价键。不同原子轨道有不同成键能力。原子轨道的最大值作为原子轨道成键能力的度量，鲍林给出s、p、d、f等原子轨道成键能力依次为 1、6、10、14。在主量子数相同时，成键能力大的轨道形成的共价键较牢固。,量子力学计算表明, 两个具有 电子构型的 H 彼此靠近, 两个 1s 电子以自旋相反的方式形成电子对, 使体系的能量降低. 吸热,即破坏 H2 的键要吸热(吸收能量), 此热量 D 的大小与 H2 分子中的键能有关. 计算还表明, 若两个 1s 电子保持以相同自旋的方式, 则 r 越小, V 越大. 此时, 不形成化学键. 如图中上方红色曲线所示, 能量不降低. H2 中的化学键可以认为是电子自旋相反成对, 使体系的能量降低. 从电子云角度考虑, 可认为 H 的 1s轨道在两核间重叠, 使电子在两核间出现的几率大, 形成负电区, 两核吸引核间负电区, 使 H 结合在一起。,A, B 两原子各有一个成单电子，当 A, B 相互接近时, 两电子以自旋相反的方式结成电子对, 即两个电子所在的原子轨道能相互重叠, 则体系能量降低, 形成化学键, 亦即一对电子则形成一个共价键。 形成的共价键越多, 则体系能量越低, 形成的分子越稳定. 因此, 各原子中的未成对电子尽可能多地形成共价键. 配位键形成条件:一种原子中有孤对电子, 而另一原子中有可与对电子所在轨道相互重叠的空轨道. 在配位化合物中, 经常见到配位键. 在形成共价键时, 单电子也可以由对电子分开而得到。,共价键的数目由原子中单电子数决定(包括原有的和激发而生成的. 例如: O 有两个单电子, H 有一个单电子, 所以结合成水分子, 只能形成2个共价键; C 最多能与 H 形成 4 个共价键.原子中单电子数决定了共价键的数目. 即为共价键的饱和性。 各原子轨道在空间分布是固定的, 为了满足轨道的最大重叠, 原子间成共价键时, 当然要具有方向性。共价键的键型,对后来人的启发引导,、对于新事物的敏锐的捕捉力与深刻的洞察力。量子力学无疑是二十世纪与相对论等量齐观的伟大成就。而当年那些化学家们，很快意识到了量子力学强大的生命力，并把它灵活运用到自己的学科中去，赋予了其新的含义。我们在平时的生产学习中，也应注意跟上时代的步伐，注意观察，注意总结，才能有所收获。,、合理的简化是自然科学重要的研究手段。当量子化学刚诞生时，并不是所有的化学家都掌握了这一强大的武器。Pauling 作为一代大师，将价键理论作了最大程度的简化，这促使了这一理论的推广，并且使学生们可以很快学会，而使用的效果并未受很大的影响。因此，在与Mulliken 的分子轨道理论的交锋中，价键理论刚开始是占了上风的。随着越来越多的化学家掌握了量子力学，分子轨道理论才后来11居上。但是，Pauling 的简化仍然扮演着不可遗忘的历史作用。我们在平时的学习中，时常会碰到一些复杂的问题，这是不妨先将其简化，把简单的模型想清楚了，再来研究复杂的体系。,、数学是研究自然科学的强大武器。现代的化学家，早已不再是三百年前拿些瓶瓶罐罐便能行的术士，当我们把计算与数学引入了化学，它才真正成为一门中心科学。所以，我们务必加强数学基本功的训练。,、科学家应是和平的使者。价键理论的重要缔造者Pauling 曾获得了Nobel 和平奖，尽管他的种种行为令美国政府极为恼火，以致在后期，他再也无权领导国家重点实验室，无法接触到机密文件，但他无怨无悔。可以说，在某种程度上，我们的道德比我们的才华更可贵。