第七章 分子的结构和性质.pptVIP

第60页，共121页，星期日，2025年，2月5日H2分子的Schr?dinger方程：H2分子的势能函数：变分求解：第61页，共121页，星期日，2025年，2月5日氢分子的能量：第62页，共121页，星期日，2025年，2月5日成键轨道?对称波函数反键轨道?反对称波函数轨道波函数：第63页，共121页，星期日，2025年，2月5日自旋波函数：反对称对称完全波函数:空间波函数与自旋波函数的乘积。第64页，共121页，星期日，2025年，2月5日两个H接近时,若电子自旋反平行,可形成电子对键,这一处理方法被推广为价键理论。吸引态：E1?R曲线在R=87pm处有极小值,对应的离解能De=3.14eV(303kJ?mol-1)。两个H原子接近该状态时,结合成H2分子。排斥态：E2?R曲线没有极小值,随核间距R增大单调下降,直至分子离解。成功之处：能解释共价键的方向性和饱和性。不足之处：不能解释分子构型,如CH4的四面体构型。第65页，共121页，星期日，2025年，2月5日7.5杂化轨道理论(HybridOrbitalTheory)1931年Pauling提出杂化轨道的概念,以解决价键理论不能解释的分子构型问题。杂化轨道：同一原子中能量相近的多个价层轨道线性组合,生成的一组新的原子轨道。是混合型原子轨道,而不是分子轨道。分为等性杂化和非等性杂化。第66页，共121页，星期日，2025年，2月5日orbitalspdf轨道成键能力y:将径向部分视为常数,原子轨道角度函数的最大值。S-p杂化轨道的成键能力y：分别表示s,p轨道在杂化轨道中所占成分。第67页，共121页，星期日，2025年，2月5日杂化轨道按s,p,d成分的等同性分为：等性杂化:各杂化轨道具有相同的s,p,d成分。不等性杂化:各杂化轨道具有不相同的s,p,d成分。按参与杂化的原子价层轨道类型分为：s-ps-p-d或d-s-pd-s实例：甲烷分子C原子的杂化类型。第68页，共121页，星期日，2025年，2月5日Compounds乙炔乙烯甲烷hybridize等性sp杂化等性sp2杂化等性sp3杂化成键能力y1.9321.9912.000Bondangle180?120?109.5?实例:碳氢化合物中的s-p杂化类型。第69页，共121页，星期日，2025年，2月5日s-p不等性杂化和等性杂化的夹角公式不等性杂化等性杂化分别是两个不等性杂化轨道中s轨道百分数。第70页，共121页，星期日，2025年，2月5日s-p杂化轨道波函数等性杂化s轨道所占百分数等于杂化轨道式中s轨道的线性组合系数的平方。第71页，共121页，星期日，2025年，2月5日等性杂化第72页，共121页，星期日，2025年，2月5日CHHHHsp3:CH4分子的结构等性杂化结合H第73页，共121页，星期日，2025年，2月5日实例:s–p杂化类型分子角形non-sp3H2O三角锥non-sp3NH3四面体sp3SiH4三角形sp2BF3直线形spCO2OrbitalsConfigurationhybridizeCompounds第74页，共121页，星期日，2025年，2月5日HHHN..sp3:NH3分子的结构HH..O..sp3:H2O分子的结构不等性杂化不等性杂化第75页，共121页，星期日，2025年，2月5日实例:d-s-p杂化类型分子八面体形sp3d2SF6三角双锥形sp3dPCl5平面四方形dsp2Ni(CN)42-orbitalsconfigurationhybridizecompounds第76页，共121页，星期日，2025年，2月5日第77页，共121页，星期日，2025年，2月5日第78页，共121页，星期日，2025年，2月5日双原子分子：同核双原子分子:B2、C2、N2、F2、O2异核双原子分子:CO、NO、HF7.6.双原子分子的电子组态根据分子轨道理论：形成分子轨道的两个原子轨道符合成键三原则。能量相近，对称性匹配，最大重叠。两个原子轨道形成两个分子轨道成键轨道：能量低。反键轨道：能量高。第79页，共121页，星期日，2025年，2月5日O2的分子轨道能级两氧原子的原子轨道能量相