分子结构 PPT课件.ppt

(a)适用于O2、F2分子(b)适用于Li2、Be2、B2、C2、N2等分子同核双原子分子的原子轨道和分子轨道的能量关系图二、分子轨道能级图1.同核双原子分子2.异核双原子分子的分子轨道能级图HFH的1s轨道与F的2p轨道能量近似原则.符合对称性匹配原则,可以有效地组合成分子轨道。H原子轨道HF原子轨道F原子轨道2σ3σ4σ1π分子的电子组态和键级书写分子的电子组态即电子在分子轨道的排布式遵循能量最低原理、Pauli不相容原理和Hund规则。分子轨道理论用键级(bondorder)来比较键的强度和分子的稳定性。键级=（成键轨道电子数－反键轨道电子数）/2键级值可近似看成两原子间共价键的数目。若键级=0，就意味着该分子不存在；若键级＞0，则该分子能稳定存在。键级越大，键强度越大。键级只能定性比较，定量衡量键强度用键能。H2的结构H2电子组态(σ1s)2，形成一个双电子σ键。键级=1。分子轨道的应用实例能量升高1s1sσ*1sH2σ1sHH空置轨道填充2个电子He2+电子组态(σ1s)2(σ*1s)1，形成了一个三电子σ键。键级为(2-1)/2=0.5，的三电子σ键的键能较小，易解离。由于He2+中有1个未成对电子，因此具有顺磁性。He2+的结构O2共有16个电子，其电子组态:O2[(σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2(σ2s*)2(σ2px)2(π2py)2(π2pz)2(π2py*)1(π2pz*)1]对成键有贡献的是(σ2px)2(π2py)2(π2pz)2(π2py*)1(π2pz*)1其中(σ2px)2形成一个σ键(π2py)2(π2py*)1和(π2pz)2(π2pz*)1各形成一个三电子π键。O2的键级为(10-6)/2=2，其结构可表示为：...OO.......O2的结构N2共有14个电子，其电子组态:Ｎ2[(σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2(σ2s*)2(π2py)2(π2pz)2(σ2px)2]对成键有贡献的是(π2py)2(π2pz)2(σ2px)2形成两个π键和一个σ键，键级为(10-4)/2=3。N2没有未成对电子，为反磁性物质。N2的结构试用分子轨道法分析CO分子的结构。解：CO和N2分子中的电子总数均为14，为等电子体，CO和N2的分子轨道电子组态、成键类型和键级相同。Ｎ2[KK(σ2s)2(σ2s*)2(π2py)2(π2pz)2(σ2px)2]CO[KK(σ2s)2(σ2s*)2(π2py)2(π2pz)2(σ2px)2]性质类似，如N2的熔点和沸点分别为77K和252K，CO的熔点和沸点分别为83K和253K。分子轨道理论与价键理论的比较价键理论分子轨道理论原子轨道重叠原子轨道组合能量近似电子占据的轨道能极相近最大重叠为降低能量轨道间尽可能重叠对称性匹配重叠的轨道必须对键轴具有相同的对称性2-3价层电子对互斥理论1940年由美国希奇维克(N.V.Sidgwick)等人提出，后经吉列斯丕(R.J.Gillespie)等人改进而得到普及的价层电子对互斥理论VSEPR(valence-shellelectron-pairrepulsiontheory)。VSEPR可以简便准确地判断许多ABn型的分子或离子的构型。（1）一个共价分子或离子(ABn)的构型主要决定于中心原子价层电子对互斥力最小时所形成的几何结构。（2）中心原子的价层电子对之间尽可能远离，以使斥力最小，并由此决定了分子的空间构型。一、价层电子对互斥理论的基本要点价层电子对数23456电子对排布方式 直线形平面三角形四面体三角锥八面体静电斥力最小的价层电子对的排布方式二、判断多原子分子几何构型的一般规则1.确定中心原子价层电子对数价层电子对数＝（中心原子的价电子数a＋配位原子提供的电子数b)/2H和X作配位原子b=1。O、S作中心原子a=6，作配位原子b=0。多原子离子中，a，减正、加负的电荷数。若价电子对数后剩余1个电子，1个电子看作1对；分子或离子中双、叁键也分别看作是1对电子。