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1、分子 道理 的基本要点分子轨道理论的基本要点分子轨道的概念分子轨道的概念分子轨道理论的基本要点在介 分子 道理 的基本要点之前, 首先了解一下分子 道的概念。通 原子 构理 的学 , 我 知道原子中的 子就是 于原子核及其它 子所形成的 中运 的 , 每个 子都具有一定的空 运 状 与能量。原子中存在着若干种空 运 状 、 , 些空 运 状 俗称原子 道, 即原子中存在1s、 2s、 2p等原子 道。分子 道理 想 , 在多原子分子中, 成分子的每个 子并不属于某个特定的原子, 而就是在整个分子的范 内运 。分子中的 子 于所有原子核与其它 子的作用之下, 分子中 子的空 运 状 也可以用波函
2、数来描述, 些波函数俗称分子 道, 即分子中 子的空 运 状 叫分子 道(Molecularorbit), 称 MO。正如原子中存在 能量的若干原子 道一 , 在分子中也存在 一定能量的若干分子 道。像原子 构那 遵循“能量最低原理”将分子中所有 子依次填入各分子 道中, 可得到分子的 子构型, 并由此 明分子的性 , 就就是分子 道理 的基本思路。 将其要点介 如下。分子轨道理论的基本要点分子轨道理论的基本要点分子轨道的概念分子轨道理论的基本要点1. 分子 道就是由原子 道 性 合而成(linear combination of atomic orbital, 称LCAO),n 个原子 道
3、合成n 个分子 道。 在 合形成的分子 道中, 比 合前原子 道能量低的称 成 分子 道, 用 表示 ; 能量高于 合前原子 道的称 反 分子 道, 用 表示。例如两个 原子的1s 原子 道 A与 B 性 合 , 可 生两个分子 道: C1( A +B ) C2 ( A B )( 式中 C1、 C2 常数 )分子轨道理论的基本要点2. 原子轨道组合成分子轨道时 , 必须遵循对称性原则、能量近似原则与最大重叠原则。(1) 对称性原则 ( 对称性匹配 )原子轨道均具有一定的对称性, 例如 s 轨道就是球形对称, p 轨道对中心就是反对称( 即一半就是正 , 一半就是负 ), d 轨道有中心对称与对
4、坐标轴或某个平面对称。为了有效组合成分子轨道, 必须要求参加组合的原子轨道对称性相同( 匹配 ), 对称性不相同的原子轨道不能组合成分子轨道。所谓对称性相同就是指: 将原子轨道绕键轴(X 轴 ) 旋转 180, 原子轨道的正、负号都不变或都改变即为原子轨道对称性相同( 匹配 ); 若一个正、负号变了, 另一个不变即为对称性不相同( 不匹配 ) 。对称性相同轨道 对称性不相同轨道(2)能量近似原则两个对称性相同的原子轨道能否组合成分子轨道, 还要瞧这两个原子轨道能量就是否接近。只有能量接近的原子轨道才能组合成有效的分子轨道, 而且原子轨道的能量越接近越好, 这就叫能量近似原则。在同核双原子分子中
5、, 当然 1s-1 s、 2s-2 s、2p-2 p 能有效地组合成分子轨道, 而能量近似原则对于异核的双原子分子或多原子分子来说更加重要。举例 (3)轨道最大重叠原则当两个对称性相同、能量相同 ( 或相近 ) 的原子轨道组合成分子轨道时, 原子轨道重叠得越多, 组合成的分子轨道越稳定, 这就叫最大重叠原则。这就是因为 原子轨道发生重叠时, 在可能的范围内重叠程度越大 , 成键轨道能量降低得越显著。3. 每个分子轨道都有相应的能量与图象。分子的能量E 等于分子中电子能量的总与, 而电子的能量即为被它们所占据的分子轨道的能量。根据原子轨道的重叠方式与形成的分子轨道的对称性不同 , 可将分子轨道分为 成键、成键与 * 反键、 * 反键轨道。按分子轨道的能量大小, 可以排出分子轨道的近似能级图。4. 分子中所有电子将遵从原子轨道电子排布三原则进入分子轨道, 即得分子的基态电子构型。分子轨道理论的基本要点