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结构化学课件第五章课件.ppt
定域轨道模型直观明确、易于和分子几何构型相联系。 离域分子轨道进行适当的组合,就可得到定域分子轨道。 离域分子轨道对解释由单个电子行为所确定的分子性质,如电子光谱、电离能等很适用。 凡是与整个分子所有电子运动有关的分子性质,如偶极矩、 电荷密度、键能等,离域和定域两种分子轨道模型的结果是一样的。 3. 分子几何构型 关于价电子对互斥理论(VSEPR) 分子在相应条件下能否稳定存在,及稳定存在的程度,常常 是影响其化学行为的重要因素。 稳定存在的分子不但具有一定的几何构型,而且这种几何构 型(平衡几何构型)的认识常常可为理解分子稳定性的本质 提供信息。 分子体系总能量与分子几何构型是对应的,最低总能量对应的 分子几何构型就是平衡几何构型。 分子中电子被划分为: 内层电子﹑价电子(孤对电子﹑键电 子对)等独立组分. 组分i的电子在该分子核场中的能量,为负值。这些 构成 的主体。 组分i与j的电子间库仑排斥能,为正值。数值相对小,但制约键的取向。 (1)价电子对的空间取向,要符合总排斥能最小(相互间距 离尽可能远) (2)价电子对间排斥力的相对大小:lp — lp lp — bp bp—bp 三条VSEPR规则: m+n=2 时,直线形; m+n=3 时,三角形 m+n=4 时,四面体; m+n=5 时,三角双锥 m+n=6 时,八面体; m+n=7 时,五角双锥 考虑中心原子 A 周围存在n个配位体 X 及m个孤对电子对的分子 如, 仅含键对的 分子 电 负 性 减 小 价电子对互斥理论对少数化合物判断不准 如: CaF2, SrF2,BaF2是弯曲形,而不是直线型。 过渡金属化合物(具有全充满、半充满或全空的d轨道除外) 的构型也不符合价电子对互斥理论 (3) 双键和三键可按一个键区计算原子间的斥力,但斥力不同: 三键—三键 三键—双键 双键—双键 双键—单键 单键—单键 电负性高的配体,吸引价电子远离中心原子,导致其占据空间相对较小。 配位体电负性增大,键角也减小: * * 第五章 多原子分子 多原子分子的几何构型(需要一组键长和键角数据表征)和化学键(原子间结合能),较双原子分子复杂的多。但原则上,求解波动方程都可得到答案。借助计算机,通常均可满意地完成这类研究。现已有多种成熟的计算机程序软件可用。 实验上,前者主要用衍射方法(如,X射线衍射、电子衍射、 中子衍射)测定。 后者主要用谱学方法(如,分子光谱、电子能谱、 磁共振谱)测定。 简化的模型与图像处理,对于化学家认识和总结多原子分子的 成键规律及建立相应的概念,同样具有重要意义。 3. 分子几何构型 2. 定域键函数 4. 共轭分子 5. 硼烷 1. 离域键函数 1. 离域键函数 分子轨道的基本要点是求得分子中各单电子波函数(分子轨道)及能级,按规则填入电子得到基态及各激发态。 这些结果不但可与光电子能谱等实验结果相关联 ,而且可同分子中原子间的局域键的特征相关联。 这里主要讨论用群论方法获取此类分子轨道及其能级的问题 尽管分子轨道中的电子不会定域在某两个原子之间,而是在多个原子之间运动,遍及整个分子,即离域运动。 (1)按点群不可约表示分类组成原子的价轨道, (2)组合构造不具有相应点群对称性的原子的价轨道, 群轨道 (3)由对称性相同的群轨道构造分子轨道,计算或推断其能级 群轨道 氧原子的2s, pz属A1不可约表示,px属B1不可约表示,py属B2不可约表示 点群的特征标表 1 1 1 1 1 1 -1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 -1 1 ? C2 两个氢原子的1sa,1sb, 组合成一个二维可约表示的基 1.1 特征标:2,0,0,2 比较特征标表知, A1,B2特征标之和恰是2,0,0,2,即此二维可约表示可约化成A1,B2 两个不可约表示,也即1sa和1sb可组合成分别属A1和B2的基 将属同一不可约表示的群轨道组合成分子轨道 非键分子轨道 基组态 非键分子轨道 成键分子轨道 反键分子轨道 成键分子轨道 反键分子轨道 成键电子 孤对电子 内层电子 对应两个O
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