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1、问题：问题：B2、O2 的磁性的磁性（顺磁性）？（顺磁性）？H2+可以可以 稳定存在，？稳定存在，？一、基本要点：一、基本要点：1 1、在分子中、在分子中,电子不再属于某个特定的原子电子不再属于某个特定的原子,而而是在整个分子范围内运动是在整个分子范围内运动,分子中电子的运动分子中电子的运动应用分子轨道波函数应用分子轨道波函数(简称简称分子轨道分子轨道）来描述。）来描述。3.5 分子轨道理论分子轨道理论Molecular Orbital Theory2 2、分子轨道是由分子中原子轨道线性组合而成。、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。分子轨道的数目
2、和组合前的原子轨道数目相等。例如：例如：a和和b两个原子轨道线性组合产生两个两个原子轨道线性组合产生两个分子轨道分子轨道1和和1*：1=Caa+Cbb1*=Caa-Cbb 1:在两核间电子云的密度增加，能量低于原子轨在两核间电子云的密度增加，能量低于原子轨道，称为道，称为成键分子轨道成键分子轨道 1*:在两核间电子云密度减小，能量比原子轨道在两核间电子云密度减小，能量比原子轨道的能量高，称为的能量高，称为反键分子轨道反键分子轨道3 3、原子轨道组合成有效的分子轨道必须遵守的条、原子轨道组合成有效的分子轨道必须遵守的条件：件：对称性匹配原则对称性匹配原则 只有对键轴有相同的对称性的原子轨道，只有
3、对键轴有相同的对称性的原子轨道，才能组成分子轨道才能组成分子轨道b、d、e符合符合 a、c不符合不符合 能量近似原则能量近似原则 只有能量相近的原子轨道才能组合成有效只有能量相近的原子轨道才能组合成有效 的分子轨道的分子轨道 最大重叠原则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，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，形成的化学键组合成的分子轨道能量降低得越多，形成的化学键越稳定。越稳定。H1S -1312(KJ/mol)O2P -1314(KJ/mol)Cl3P -1251(KJ/mol)Na3S -496(KJ/mol)可以不行头碰头头
4、碰头形成形成 轨道轨道 、*，沿，沿键轴（键轴（x轴）轴）方向呈圆柱形对称的重叠方向呈圆柱形对称的重叠肩并肩肩并肩形成形成 轨道轨道 、*，通过键轴的平面通过键轴的平面（xz平面、平面、xy平面）呈平面反对称的重叠平面）呈平面反对称的重叠组合方式组合方式s-s，s-pX,pX-pX ()pY-pY,pZ-pZ ()4、分子轨道的几种类型分子轨道的几种类型节面原子轨道与分子轨道的形状。1s1s*1s1s s-s重叠 s-ps-p重叠重叠2px,A2px,A2px,B2px,B原子轨道分子轨道反键成键+2pZ,A2pZ,B原子轨道分子轨道反键成键5 5、电子在分子轨道上的排布也遵从原子轨道电子电子
5、在分子轨道上的排布也遵从原子轨道电子排布的同样规则排布的同样规则:能量最低；不相容；洪特规则能量最低；不相容；洪特规则。反键分子轨道成键分子轨道 原子轨道 原子轨道 1s 1s*1s1s二、同核双原子分子轨道的能级图二、同核双原子分子轨道的能级图1、第一周期双原子分子轨道能级图：H21s*(1)H2分子的形成 电子排布：(1s)2(2)H2+：(1s)1 (3)体系能量下降1，可以稳定存在。(3)He2分子：(1s)2 (1s*)2 稳定化能相抵消，不能有效成键。He2分子不会存在。He2+存在于氦放电管中，形成三电子键E2P-E2S1500Li2、Be2、B2、C2、N2，O2、F22、第二
6、周期双原子分子的分子轨道能级图 b.2s和2p不发生相互作用a.2s和2p发生相互作用1S1S2S2S2P2P 1S 1S*2S 2S*2Px 2Px*2Py 2Pz 2Py*2Pz*O2，F2，Ne2的分子轨道 1S 1S*2S 2S*2Px 2Px*2Py 2Pz 2Py*2Pz*C2，N2 等分子的分子轨道三、分子轨道理论的应用三、分子轨道理论的应用键键 级（级（B.O）键级越大，键的强度愈大，分子也越稳定。磁磁 性性顺磁性：有未成对电子；抗磁性：无未成对电子；1S1S2S2S2P2P 1S 1S*2S 2S*2Px 2Px*2Py 2Pz2Py*2Pz*O2的分子轨道:O O:键级为2
7、 1个键 2个3电子键 3电子键的键能为正常键键能的一半O2 16e顺磁性顺磁性O2+O2O2-O2 2-键级2.521.51未成对电子数1210磁性顺磁顺磁顺磁抗磁:O O:1S1S2S2S2P2P 1S 1S*2S 2S*2Px 2Px*2Py 2Pz 2Py*2Pz*F2的分子轨道F2 18e键级为11 个键，抗磁性1S1S2S2S2P2P 1S 1S*2S 2S*2Px 2Px*2Py 2Pz 2Py*2Pz*Ne2的分子轨道Ne2 20e键级为0，氖以单原子分子存在。1S 1S*2S 2S*2Px 2Px*2Py 2Pz 2Py*2Pz*N2 的分子轨道N2 14e键级为键级为3：二
8、个：二个 键，一个键，一个键抗磁性抗磁性问题：N2+分子轨道电子排布式如何？并比较N2+、N2其稳定性。1S 1S*2S 2S*2Px 2Px*2Py 2Pz 2Py*2Pz*C2 的分子轨道键级为2 1S 1S*2S 2S*2Px 2Px*2Py 2Pz 2Py*2Pz*B2 的分子轨道B2 10e2个单电子 键，键级为1，分子有单电子，顺磁性。1S 1S*2S 2S*2Px 2Px*2Py 2Pz 2Py*2Pz*Be2 的分子轨道Be2 分子分子Be2 KK(2s)2(2s*)2Be2:键级键级=(2 2)/2=0 不能形成稳定分子不能形成稳定分子 1S 1S*2S 2S*2Px 2Px
9、*2Py 2Pz 2Py*2Pz*Li2 的分子轨道Li2:键级键级=(4 2)/2=1 能形成稳定分子能形成稳定分子第二周期同核双原子分子的分子轨道排布式分子Li2KK(2s)2Be2KK(2s)2(2s*)2B2KK(2s)2(2s*)2(2py)1(2pz)1C2KK(2s)2(2s*)2(2py)2(2pz)2N2KK(2s)2(2s*)2(2py)2(2pz)2(2p)2 O2KK(2s)2(2s*)2(2p)2(2py)2(2pz)2(2*py)1(2*pz)1F2KK(2s)2(2s*)2(2p)2(2py)2(2pz)2(2*py)2(2*pz)2Ne2KK(2s)2(2s*)2(2p)2(2py)2(2pz)2(2*py)2(2*pz)2(*2p)2 化学键理论价键理论(VB)杂化轨道理论(HO)价电子对互斥理论(VSEPR)分子轨道理论(MO)价键理论价键理论(VB)简明扼要不能解释分子的几何构型,不能解释分子的磁性杂化轨道理论杂化轨道理论(HO)可以解释分子的几何构型，但缺乏预见性VSEPR可以预言某些分子的几何构型，但不能说明成键原理及键的强度分子轨道理论分子轨道理论(MO)引入分子轨道概念，可以说明分子的成键情况，键的强弱和分子的磁性。不能解决构型问题优缺点