结构化学多原子分子的结构推荐.pptVIP

第五章 * 结构化学 —— 第五章 多原子分子结构 杂化轨道理论 定域和离域MO 缺电子分子 结构化学 —— 第五章 多原子分子结构 多原子分子的结构 CH4 H2O 杂化轨道理论 杂化：所谓“杂化”就是单中心原子中能级相同或相近的几个 原子轨道的线性组合 杂化前后轨道的数目是守恒的； 杂化与LCAO-MO的不同，杂化轨道仍是原子轨道； 杂化后原子轨道的能级差变小，轨道在空间的分布方向发 生变化； 杂化轨道一般都和其它原子形成较强的s键或者是形成新的 孤对电子。 杂化的原则 (1) 杂化轨道具有归一性 组合系数的平方的加和为1，即 归一化的杂化轨道为 杂化轨道一般都会参与成键或形成孤对电子 2 1.991 1.933 1.73 1 f 系数 sp3 sp2 sp p s 杂化轨道比未杂化的原轨道具有更大的成键能力f 原子轨道的成键能力：成键能力f的量度 为杂化轨道中s轨道的成分 为杂化轨道中s轨道的成分 对s来说，(2l + 1)=1， 对p来说，(2 l +1)=3， 杂化轨道的成键能力也是s轨道和p轨道的成键能力的 线性组合，即 (2) 单位轨道贡献 对于任一原子轨道i， 等性杂化 非等性杂化 NH3, sp3 CH4，sp3 H2O, sp3 平方加和为1 (3)杂化轨道之间满足正交性 s-p杂化轨道之间的键角 等性杂化 杂化轨道之间满足正交性 s轨道与p轨道的杂化 不再正交，两者必有一夹角q 且不等于90度 109.47o sp3 120o sp2 180o sp sp, sp2, sp3等性杂化 sp3, sp2, sp1等性杂化 一个s原子轨道和两个p原子轨道(px和py) (1) 确定杂化轨道的角度 等性sp2杂化 杂化轨道理论的应用 (2) 确定杂化轨道的系数 三个杂化轨道 (a) 等性杂化 s轨道的贡献： (b) p轨道的贡献 取杂化轨道 的伸展方向为px的方向一致。 平方加和为1 等性sp2杂化 三个杂化轨道 对于px的系数， (对py原子轨道) dsp2杂化 dsp2 不等性杂化 H2O：sp3杂化，2个s键，2个孤对电子，孤对电子 NH3 不等性意味着某类轨道在杂化轨道中的贡献不一样。 不同价态原子采用的杂化轨道 原子在不同的分子会采用不同类型的杂化形式 1. Ag+ 2. B 3. Al 4. C 5. N 6. O、 S 近年来，杂化轨道理论逐渐被MOT所代替。在MOT中，MO是AO的线性组合，同一原子的不同轨道自然地“混合”到MO中去。 用杂化轨道代替部分AO去建造MO有时能使MOT的计算简化，因此，在MOT也常用到杂化轨道。 在有机化学中，杂化轨道理论还用得比较多。 杂化轨道理论已从定性或半定量阐明一些分子结构迈向定量地阐明结构化学的有关问题。 缺电子分子 二 缺电子分子的结构 结构化学 —— 第五章 多原子分子结构 缺电子分子的结构 缺电子分子：由缺电子原子与等电子原子形成化合物时， 得到的分子中价电子数必少于轨道数，这种电子不够经典 键数的分子，称为缺电子分子。如：B2H6 1. 缺电子分子 缺电子原子：凡是在价电子层中含有空轨道的原子，也即 价轨道数超过价电子数的原子称为缺电子原子，如：Li、 Be、B、Al。 3c-2e(三中心两电子键) 3c-2e BHB键 2.缺电子分子的结构 B原子以sp3杂化轨道参与成键，除与两端H原子形成单键外， 还与另一个B原子sp3轨道和H原子1s轨道重叠，形成B－H－B 三中心键。 硼烷中的化学键 (定域)