化学原理-轨道杂化理论.pptVIP

化学原理ChemicalPrinciples（5）

§2.3轨道杂化理论(Pauling,1931)HybridizationTheory在同一个原子中能量相近的不同类型的几个原子轨道在成键时可以相互叠加而组成同等数量的能量完全相同的杂化原子轨道1、轨道的杂化原子形成杂化轨道的一般过程激发杂化轨道重叠

CH4分子的形成2s2p2s2pSp3杂化轨道激发杂化成键CH4分子+4H

杂化成键

2、杂化轨道的类型(1)sp杂化轨道和dsp杂化轨道直线平面三角形

四面体三角双追八面体

(2)等型杂化和不等型杂化等性杂化：参与杂化的原子轨道均为具有不成对电子的轨道不等性杂化：参与杂化的原子轨道不仅包含不成对电子的轨道，也包含成对电子的轨道。如NH3分子中的杂化轨道孤对电子占有的杂化轨道不参与成键作用N(1s22s22px12py12pz1)4个sp3轨道H2O

杂化轨道的形成与分子的组成有关C2H4(sp2杂化）C2H2(sp杂化）

2.4价层电子对互斥理论(Sidgwick–Powell,1957)(Valence–shellelectron–pairrepulsion,VSEPR)基本要点：分子中心原子周围的价电子对（包括成键电子和未成键的孤对电子，包括单键、双键和三键），倾向于尽可能地远离，以达到彼此之间相互排斥作用为最小的目的。

(2)分子空间结构的预测①中心原子没有孤对电子---Axm型A：中心原子X：其它原子m:成键电子对数目AX2型（BeCl2)直线型AX3型(BF3)平面三角形

AX4型(CH4)正四面体AX5型(PCl5)双三角锥形

AX6型(SF6)正八面体型

(2)中心原子有孤对电子当中心原子有孤对电子时，分子中价电子的分布仍保持上述基本类型的空间结构。但由于孤对电子只受一个原子的吸引，电子云偏向中心原子，对其它价电子有更强的排斥作用，而使键角和分子构型有所改变。例：CH4CNH3N:H2OO::(2s22p3)(2s22p4)

分子的顺磁性和反磁性分子磁性的测量反磁性物质顺磁性物质顺磁性物质分子中具有未成对电子

2.5分子轨道理论（Mulliken–Hund,1932)MolecularOrbitalTheory1、基本要点：在分子中，电子不再从属于某个特定的原子，而是在整个分子范围内运动，因此分子中电子的运动应用分子轨道波函数（简称分子轨道）来描述。(2)分子轨道是由分子中原子轨道线性组合而成。分子轨道的数目和组合前的原子轨道数目相等。

(3)原子轨道组合成有效的分子轨道必须遵守的条件①对称性匹配原则只有对称性相同的原子轨道，才能组成分子轨道b、d、e符合a、c不符合同号重叠--匹配异号重叠--不匹配

②能量近似原则只有能量相近的原子轨道才能组合成有效的分子轨道③最大重叠原则在对称性匹配的条件下，原子轨道的重叠程度越大，组合成的分子轨道能量降低得越多，形成的化学键越稳定。

（4）分子轨道组合方式①分子轨道由两个符号相同的波函数叠加(即两个原子轨道相加)而成。ψa、ψb：分别为原子a和b的原子轨道Ψ：分子轨道以此种方式形成的分子轨道，其能量低于原子轨道，在两核间电子云的密度增加，称为成键分子轨道（σ，π）

②分子轨道由两个符号相反的原子轨道波函数相加（即两个原子轨道相减）而成以此方式形成的分子轨道的能量比原子轨道的能量高，两核间的概率密度减小，称