分子轨道理论-

1、分子轨道理论-第1页，共31页，2022年，5月20日，10点7分，星期一无机化学电子教案中国药科大学3.4 分子轨道理论第2页，共31页，2022年，5月20日，10点7分，星期一无机化学电子教案中国药科大学3.4 分子轨道理论 Molecular Orbital Theory3.4.1 分子轨道理论的基本要点3.4.2 几种简单的分子轨道3.4.3 同核双原子分子的分子轨道能级图3.4.5 键参数3.4.6 *离域 键（大 键）第3页，共31页，2022年，5月20日，10点7分，星期一无机化学电子教案中国药科大学3.4.1 分子轨道理论的基本要点1. 在分子中，电子不再从属于某个特定的原

2、子，而是在整个分子范围内运动，因此分子中电子的运动应用分子轨道波函数（简称分子轨道）来描述。 分子轨道是由分子中原子轨道线性组合而成。 分子轨道的数目n 和组合前的原子轨道数目n 相等。 当n为偶数，n/2为成键轨道（能量降低）， n/2为反键轨道（能量升高）；当n为奇数，(n-1)/2为成键轨道， (n-1)/2为反键轨道， 1个为非键轨道（能量不变）。第4页，共31页，2022年，5月20日，10点7分，星期一无机化学电子教案中国药科大学原子轨道线性组合LCAO例如： A+BABLCAO-linear combination of atomic orbitals第5页，共31页，2022年

3、，5月20日，10点7分，星期一分子轨道的数目和组合前的原子轨道数目相等第6页，共31页，2022年，5月20日，10点7分，星期一成键轨道中，两原子之间的电子云密度增加；而反键轨道中，两原子之间的电子云密度降低。第7页，共31页，2022年，5月20日，10点7分，星期一无机化学电子教案中国药科大学原子轨道组合成分子轨道时的三个原则：(1) 对称性匹配原则 只有具有相同的对称性的原子轨道（相对于键轴而言具有相同的对称性），才能组成分子轨道。(2) 能量近似原则(3) 最大重叠原则 对称性匹配原则是首要条件，决定能否组成分子轨道；能量近似原理，则最大重叠原则决定组合的效率。第8页，共31页，2

4、022年，5月20日，10点7分，星期一关于原子轨道和 分子轨道的对称性第9页，共31页，2022年，5月20日，10点7分，星期一无机化学电子教案中国药科大学第10页，共31页，2022年，5月20日，10点7分，星期一无机化学电子教案中国药科大学 对称：绕 x 轴旋转180，形状不变，符号改变。例如：原子轨道pz，py，dxy，dxz，dyz为对称。第11页，共31页，2022年，5月20日，10点7分，星期一无机化学电子教案中国药科大学 b、d、e 对称性匹配； a、c 对称性不匹配 。第12页，共31页，2022年，5月20日，10点7分，星期一无机化学电子教案中国药科大学3.4.2

5、几种简单的分子轨道 分子轨道 s-s s-px px-px 分子轨道 py-py pz-pz分子轨道常用、表示 原子轨道：s p d f第13页，共31页，2022年，5月20日，10点7分，星期一无机化学电子教案中国药科大学Types of Molecular OrbitalsTwo AOs in hydrogen atoms combine to form a bonding molecular orbital, lower in energy than the AOs, and an antibonding molecular orbital, higher in energy than

6、 the AOs.Electron density between the nuclei is increased.Electron density between the nuclei is decreased.第14页，共31页，2022年，5月20日，10点7分，星期一无机化学电子教案中国药科大学3.4.2 几种简单的分子轨道 +-spxspsp*-+s +pxs -pxE第15页，共31页，2022年，5月20日，10点7分，星期一无机化学电子教案中国药科大学3.4.2 几种简单的分子轨道第16页，共31页，2022年，5月20日，10点7分，星期一无机化学电子教案中国药科大学3.4.

7、2 几种简单的分子轨道第17页，共31页，2022年，5月20日，10点7分，星期一无机化学电子教案中国药科大学Homonuclear Diatomic Moleculesof the Second-Period ElementsThe two px orbitals combine to form sigma bonding and antibonding MOs.The two py orbitals and the two pz orbitals give pi bonding and antibonding MOs.第18页，共31页，2022年，5月20日，10点7分，星期一无机化学

8、电子教案中国药科大学3.4.3 同核双原子分子第19页，共31页，2022年，5月20日，10点7分，星期一无机化学电子教案中国药科大学第二周期元素原子轨道能级数据（kJ/mol）元素E1sE2sE2pE2p2sH1312.2Li9561.7550.0Be17917.31331.5B19026.81351.8550.9+800.9C28343.41876.61036.2+840.4能级N39365.92467.11246.6+1200.5差小O52356.63123.21535.1+1588.1能级F67184.43871.01797.5+2037.5差大第20页，共31页，2022年，5月2

9、0日，10点7分，星期一O2第21页，共31页，2022年，5月20日，10点7分，星期一N2 第22页，共31页，2022年，5月20日，10点7分，星期一无机化学电子教案中国药科大学分子轨道电子排布式：或或有两个三电子键，具有顺磁性。:O O:第23页，共31页，2022年，5月20日，10点7分，星期一无机化学电子教案中国药科大学Molecular Orbital DiagramsElectrons fill MOs in the same way that AOs are filled lowest energy to highest energy.Just like AOs: the

10、re are some irregularities in the filling order 第24页，共31页，2022年，5月20日，10点7分，星期一无机化学电子教案中国药科大学3.4.5 键参数键级B.O =1/2 ( 8 - 4 ) = 2B.O = 1/2( 10 - 4 ) = 3键级越大，键的强度愈大，分子也越稳定。 第25页，共31页，2022年，5月20日，10点7分，星期一无机化学电子教案中国药科大学 异核双原子分子HF分子轨道的形成HF: 12 22 32 14 键级 = 1 1个 键逆磁性分子12314非键轨道非键轨道成键轨道非键轨道反键轨道第26页，共31页，20

11、22年，5月20日，10点7分，星期一无机化学电子教案中国药科大学CO与N2的电子数目相同，互为等电子体。二个或二个以上的分子(或离子), 它们的原子数相同，电子数也相同 等电子体。等电子体结构相似，性质有一定的相似性。第27页，共31页，2022年，5月20日，10点7分，星期一CO：14 N2 ： 1412 22 32 42 14 52 有三重键，二个键一个键逆磁性第28页，共31页，2022年，5月20日，10点7分，星期一化学键理论价键理论(VB)杂化轨道理论(HO)价电子对互斥理论(VSEPR)分子轨道理论(MO)价键理论(VB)简明扼要不能解释分子的几何构型,不能解释分子的磁性杂化轨道理论(HO)可以解释分子的几何构型，但缺乏预见性VSEPR可以预言分子的几何构型，但不能说明成键原理及键的强度分子轨道理论(MO)引入分子轨道概念，可以说明分子的成键情况，键的强弱和分子的磁性。不能解决构型问题优缺点第29页，共31页，2022年，5月20日，10点7分，星期一无机化学电子教案中国药科大学3.4.6 离域 键（大 键） 离域键存在于大多数有机共轭分子和某些无机分子中。例如，氯乙烯和二氧化碳分