前线轨道理论及其应用教学竞赛20分课件.pptVIP

大多数分子不止一条分子轨道，在化学反应中，这些轨道所起的作用一样吗？如果不一样，哪些轨道是主角,哪些是配角呢？应当遵循什么原则呢?ψ1ψ2ψ3ψ4前线轨道理论前线轨道理论认为：分子中有类似于单个原子的“价电子”的电子存在，分子的价电子就是前线电子，因此在分子之间的化学反应过程中，最先作用的分子轨道是前线轨道，起关键作用的电子是前线电子。一、前线轨道理论福井谦一（K·FuKui）按照上述理论可以分析双分子化学反应进行难易的原因以及反应所需的条件和反应的方式。⑴分子在反应过程中，分子轨道发生相互作用，优先起作用的是前线轨道。当两个分子互相接近时，一个分子中的HOMO和另一个分子中的LUMO必须对称性匹配才能起反应。⑵互相起作用的HOMO和LUMO的能级高低接近。⑶电子转移要和削弱旧的化学键一致。★★★二、理论要点[例1]轨道对称性允许，加热即能进行.乙烯LUMOπ*乙烯HOMOπ丁二烯HOMOψ2丁二烯LUMOψ3三、应用实例[例2]C2H4+H2=C2H6ΔH＝-137.3kJ?mol-1乙烯加氢反应C2H4HOMOπH2LUMOσ*两种方式均为对称禁阻!H2HOMOσC2H4LUMOπ*乙烯加氢催化反应eeee乙烯加氢反应需要催化剂，例如用Ni.H2的σ*与Ni的d轨道叠加并接受d电子，H2活化后再与C2H4的LUMO结合。四、探究N2+O2=2NON2和O2的前线轨道作用O2：HOMOπ2p*N2：HOMO2σg对称性不匹配!(i)N2的HOMO(2σg)与O2的LUMO(π2p*)作用N2：LUMO1πgO2：HOMOπ2p*(ii)O2的HOMO(π2p*)与N2的LUMO(lπg)作用对称性匹配.但电子需从电负性较高的O2向电负性较低的N2转移，而且，O2把反键电子转移给N2，O2的化学键增强不符合反应要求.小结：前线轨道作用的三个条件：(1)对称性匹配；(2)电负性合理；(3)旧键易断，新键易成。作业：P188：17,18,20思考：两个乙烯分子能否通过加热得到环丁烷？Thankyou谢谢大家！