课件固体物理共价结合_第1页
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1、1方法分子轨道波 原子轨道波函数的线性组LinearCombinationofAtomicOrbitals 1方法分子轨道波 原子轨道波函数的线性组LinearCombinationofAtomicOrbitals VA)A 原子中电子的波函数 h2VB)B B分子轨道波函数 i(rCiA(riB(r 1 变分计算待定因分子轨道波函数 1(r2(r(2m1VA1VB1)1 满方程 2 V V ) 2m B 单电子波动方原子A和B等价1 2 ( v, v)( v ( r r r 1 H h2 2 h2 2V V B方法 分子轨道MolecularOrbitalmethod MO 忽略两个电子V1

2、2 简化为单电子问 假定两个电子总的波(r1 r2 1(r)2 (r组成氢分子 状态的哈密顿H h2 2 h2 2 V V 2m BA B1 2方程 H 单个原子中的电子的波函数 A and VA)A 满方程 h(2 VB)B BVA VB 原子核的库仑势原子相互靠近 波函数交叠 形成共价键两个电子 为两个氢原子所共02_02 共价结共价结 两个原子各贡献1个电子 形成共价IV族元素C Si Ge Sn(灰锡)石结论 氢分子的量子理论为基础两个氢原子A和B 状态下 各有一个电归一化波函数 A and 2共价键结合的基本特征之一 饱和 价电子壳层超过半满根据2共价键结合的基本特征之一 饱和 价电

3、子壳层超过半满根据泡利原理 部分电子必须自旋相反配对IV VII族的元素共价键数目符合8N原则 共价键结合的两个基本特征 饱和性和方向 能形成键的数目有一个最大每个键有2个电子 分别来自 共价键是由未配对的电子形 价电子壳层如果不到半满 C(A B 2C2(H H C(A B 2C2(H H 电子云观点 氢原子中的 1s 轨道在两核电子在两核间出现几率大 形成负电区两氢核与核间相互吸引作用 氢原子相结* dr 2C2(H H * dr *H v 2C(HaaHab 电子云与原子核的库仑作成键态能量相对于原子能级降低反键态能量升 成键态上可以填充两个自旋相反的电体系的能量下降 意味着有相互吸引的分子轨道波函数 CA B), CA Bv*H 2C2(H H 轨道能量差别 *H dr 2C2(H H vH *H drv *H dr A v B HabAHBdr BHAdr分子轨道波函数 ( vC (r ( r i 变分计算待定因子 归一化常数分子轨道波函数 C(A BBonding C ( Antibonding 3h (1/2)(2s23h (1/2)(2s2p 2p 2p 基 2s和 (1/2)( 波函数的组 2222 (1/2)( 2222 电子云分别集中在四面体的44个电子都是未配对 顶角方向上形成4个共价键两个键之间的夹角 109028 C 61s2

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