第三讲双原子分子的结构与性质

第三讲双原子分子的结构与性质第1页，课件共22页，创作于2023年2月第一节、分子结构理论发展概述

凯里学院KaiLiUniversity对共价键认识的历史1916年路易斯提出“八偶律(octet)”1919年郎缪尔提出原子结构的同心壳层模型，解释了共价键的饱和性。“Lewis—Langmuir价键理论”是量子力学理论出现之前用来定性解释化学键的最好的工具。GilbertNewtonLewisUCBerkeley,5名学生获Nobel化学奖IrvingLangmuirNobel化学奖(1932)第2页，课件共22页，创作于2023年2月第一节、分子结构理论发展概述

凯里学院KaiLiUniversity对共价键认识的历史1927年由海特勒和伦敦运用量子力学计算了H2分子的键能，解决了化学键的本质问题，量子化学的开端。WalterHeitlerFritzLondon1931年2月，鲍林发表了化学键理论—价键理论(VB,“海特勒-伦敦-斯莱特-鲍林化学键理论”)1939年出版《化学键的本质》LinusCarlPauling1954年获Nobel化学奖第3页，课件共22页，创作于2023年2月第一节、分子结构理论发展概述

凯里学院KaiLiUniversity对共价键认识的历史1930年洪特和马里肯创建分子轨道理论(MO)。1951年福井谦一提出“前线分子轨道理论”；

1965年伍德沃德和霍夫曼提出“分子轨道对称守恒原理”；

1981年福井谦一和霍夫曼获Nobel化学奖。RobertSandersonMulliken1966年Nobel化学奖FriedrichHund福井谦一RoaldHoffmann第4页，课件共22页，创作于2023年2月第一节、分子结构理论发展概述

凯里学院KaiLiUniversity对共价键认识的历史1952年Pople实现量子化学的自洽场计算方法，后来又实现了半经验和从头算法；1964年Kohn提出电子密度泛函理论；1998年Pople和Kohn获Nobel化学奖。WalterKohnJohnAnthonypople第5页，课件共22页，创作于2023年2月1、的Schrödinger方程

第二节、氢分子离子的结构和共价键的本质

凯里学院KaiLiUniversity（1）模型的近似（玻恩—奥本哈默）

忽略核的转动和电子的自旋运动。②核不动，核之间作用势能固定：

③分子体系的哈密顿算符：

（2）的Schrödinger方程

可用椭球坐标分离变量法精确求解，过程很复杂，仅适合本体系，不具通用性。第6页，课件共22页，创作于2023年2月第二节、氢分子离子的结构和共价键的本质

凯里学院KaiLiUniversity第7页，课件共22页，创作于2023年2月第二节、氢分子离子的结构和共价键的本质

凯里学院KaiLiUniversity（称为分子轨道，；E是相应分子轨道的能量。）2、变分原理和线性变分法微分：对普通函数进行导数运算。

变分：对泛函数进行导数运算。

泛函数：自变量本身就是函数的函数。第8页，课件共22页，创作于2023年2月第二节、氢分子离子的结构和共价键的本质

凯里学院KaiLiUniversity（1）第9页，课件共22页，创作于2023年2月化学构建：H+H+H2+

第二节、氢分子离子的结构和共价键的本质

凯里学院KaiLiUniversity（2）变分函数的构建原子价层轨道线性组合构建分子轨道：

线性组合态叠加原理AOMO根据单电子原子运动的启发，电子在核a附近区域运动时，分子轨道Φ近似于原子轨道ψa；同样，当电子运动到b区域时，近似于原子轨道ψb。根据电子的波动性，波可以叠加，待定的分子轨道Φ在一定程度上继承和反映原子轨道的性质，所以可以用原子轨道的线性组合来作为的变分函数，同时表示的分子轨道。变分函数：Φ=ψa+ψb

（分子轨道）第10页，课件共22页，创作于2023年2月第二节、氢分子离子的结构和共价键的本质

凯里学院KaiLiUniversity第11页，课件共22页，创作于2023年2月第二节、氢分子离子的结构和共价键的本质

凯里学院KaiLiUniversity第12页，课件共22页，创作于2023年2月第二节、氢分子离子的结构和共价键的本质

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使用变分法可以在不解Schrödinger方程的情况下，解得体系的基态能量及波函数。变分法是量子力学中最常用的两种近似方法之一(另一种为微扰法)。第13页，课件共22页，创作于2023年2月第二节、氢分子离子的结构和共价键的本质

凯里学院KaiLiUniversity第14页，课件共22页，创作于2023年2月第二节、氢分子离子的结构和共价键的本质

凯里学院KaiLiUniversity第15页，课件共22页，创作于2023年2月第二节、氢分子离子的结构和共价键的本质

凯里学院KaiLiUniversity第16页，课件共22页，创作于2023年2月第二节、氢分子离子的结构和共价键的本质

凯里学院KaiLiUniversity第17页，课件共22页，创作于2023年2月第二节、氢分子离子的结构和共价键的本质

凯里学院KaiLiUniversity3、解的意义

①重叠积分(overlapintegral)其大小与两原子轨道的重叠程度有关。（1）几个积分的意义第18页，课件共22页，创作于2023年2月第二节、氢分子离子的结构和共价键的本质

凯里学院KaiLiUniversity②库仑积分HAA第19页，课件共22页，创作于2023年2月第二节、氢分子离子的结构和共价键的本质

凯里学院KaiLiUniversity③交换积分HAB第20页，课件共22页，创作于2023年2月第二节、氢分子