大学结构化学双语课件

1、大学结构化学双语课件 6.2 More about Energy Levels and Molecular Orbitals The BOUND and SUM of energy levels （能级的（能级的 “和和” 与与 “界界”） Alternant Hydrocarbons （交替烃）（交替烃） 大学结构化学双语课件 Bound of the Energy Levels Theorem The p energy levels of the conjugated hydrocarbons are bounded, satisfying |x|3 |x| 2 |x| FbFg FaFb

2、 AnthraceneNaphthalene 大学结构化学双语课件 4. Molecular Graph 0.84 0.890.45 0.39 0.52 0.55 0.73 0.80 0.10 0.45 0.40 大学结构化学双语课件 6.4 Aromaticity Aromaticity, Anti-aromaticity, 4n+2 rule Resonance Energy （共振能）（共振能） The Eight-parameter Scheme The Five-parameter Scheme 大学结构化学双语课件 1. Aromaticity, anti-aromaticity

3、and 4n+2 rule Cyclic conjugated hydrocarbons are, either, Aromatic Having 4n+2 pi electrons, extra stabilities is originated from the p-electron delocalization _ Anti-aromatic Having 4n pi electrons, destabled due to the p-electron delocalization 大学结构化学双语课件 2. Resonance Energy, a Criteria of Aromati

4、city RE = Ep ER 1 () occ Enx p ab ER? 0 Aromatic, benzene, etc. = 0 non-aromatic, acyclic hydrocarbons 0 anti-aromatic, cyclobutadiene, etc. In unit of b 以一种大小相等的非芳香性共轭分子作为参考结构， 计算共振能共轭所导致的稳定化能。 大学结构化学双语课件 参考结构参考结构 早期，参考结构被定义为定域的双键 (Ethene)。 例如，苯分子的参考结构为三个孤立的双键。 Ep = 2a2b4ab6a8b ER = 3*2*ab 6a6b RE

5、= 2b 2 1 1 2 1 1 大学结构化学双语课件 Resonance Energy of Some Typical Molecules MoleculeEpnC=CRE(b) benzene8.0032.00 naphthalene13.6853.68 anthracene13.3653.36 biphenylene16.5164.51 pentalene10.4642.46* haptalene15.6263.62* * Incorrect prediction 大学结构化学双语课件 3. The Eight-parameter Scheme 以八个参考结构代替一个参考结构 CC H

6、HH CC HH CC H H CC H CC CC HH CC H CC 23222221 2012 11 10 LJ Shaad and BA Hess, Jr. J. Am. Chem. Soc., 93,305 (1971). 大学结构化学双语课件 The Eight-parameter scheme 上述权重值是通过对大量非芳香性分子的Ep进行最小二乘 拟合得到的。 Bond TypeBond Energy(b)Bond TypeBond Energy(b) (23)2.0000(12)0.4660 (22)2.0699(11)0.4362 (22)2.0000(10)0.4358

7、(21)2.1033 (20)2.1716 并对每一种参考结构对于能量的贡献赋予一定的权重。 大学结构化学双语课件 The Eight-parameter scheme Total reference energy of the molecule can be calculated by counting the reference structure energies of each structure type. ER= 3E22+3E12= 3*(2.0699+0.4660) =7.61 CC HH CC HH RE = 8-7.61 = 0.39 (b) 大学结构化学双语课件 The

8、Eight-parameter scheme 分子共振能的计算与 Kekul 结构的画法有关, 分子有多种 Kekul 结构时，RE 是各种 Kekul结构共振能的平均值. ER= 4E22+E20 +2E12+ 4E11 = 13.128 ER= 3E22+2E21 +3E12+ 2E11 + E10 =13.1225 ER= 3E22+2E21 +3E12+ 2E11 + E10 =13.1225 = (13.128+2*13.1135)/3= 13.124 Ep = 13.68 RE = 13.68-13.124 = 0.56 (b) 大学结构化学双语课件 The Eight-param

9、eter scheme Define: REPE = RE/N Resonance Energies per Electron For Benzene REPE = 0.39/6 =0.065 For Naphthalene REPE = 0.55/10 = 0.055 大学结构化学双语课件 The Eight-parameter scheme MoleculeRE(b)REPE(H-S) benzene2.000.065 naphthalene3.680.056 anthracene3.360.020 biphenylene4.510.027 pentalene2.46*-0.018 haptalene3.62*-0.004 大学结构化学双语课件 4. Five-parameter Scheme J-T-H five-parameter Scheme Yuansheng Jiang (江元生） Au-Chin Tang （唐敖庆） Roald Hoffmann 大学结构化学双语课件 Problem Set: 7，8，10，14 大学结构化学双语课件 Charge Densities For neutral A.Hs, the p electron charges on all of the carbon atoms are equ