第三节-双原子分子ppt课件.ppt

《第三节-双原子分子ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三节双原子分子Diatomicmolecules一、同核双原子分子二、异核双原子分子一、同核双原子分子Checkapairofatomsofdiatomicmolecules1.H2+、H2、He2+、He2H2+(1σg)1H2(1σg)2He2+(1σg)2(1σu)1He2(1σg)2(1σu)2⑴电子组态1σg：ψ1=c1(φ1sA+φ1sB)这些分子的分子轨道是由两个原子的1s轨道线性组合成的。结合前面对H2+的讨论，其分子轨道与能级可表示如下：1s1sα+βαEAOMOAO1σg1σuα-β*1σu：ψ

2、2=c1(φ1sA-φ1sB)ψ1ψ2⑵对H2+、H2、He2+、He2稳定性的讨论①键级键级（bondorder）是一个经典的概念，是用来描述分子中相邻原子之间的成键强度的物理量；键级越大，表示分子中相邻原子之间的键越强；分子中相邻原子之间的键越强，分子中相邻原子之间的键越强表明分子的稳定性越高。对于双原子分子（定域键）而言，所谓键级是指分子中净成键电子对的数目。即：键级(P)=Σn–Σn*2Σn—成键电子总数Σn*—反键电子总数键级1/211/20物质　　H2+H2He2+He2两者的稳定性如何？键级1/211/

3、20物质　　H2+H2He2+He2从键级来看，H2键级最大，最稳定；He2分子的键级为“零”，最不稳定。事实上He2只有10-7s的光谱寿命。对于H2+和He2+，两者的键级均较小（P=1/2），故其稳定性相对较差。②稳定性这就是说，H2+的基态能量比H降低了0.062u；而H2+的第一激发态能量比H升高了0.193u。即，反键轨道能级的升高值大于成键轨道能级的降低值。β*>β由前面对H2+的讨论可知，其基态能量为：E1=EH+1/R-=α+βεaa+εab1+Sab即：β=1/R-=-0.5+0.562=0.06

4、2(u)εaa+εab1+SabH2+的第一激发态能量为：E2=EH+1/R-=α+β*εab-εaa1-Sab即：β*=1/R-=-0.5+0.693=0.193(u)εab-εaa1-Sab即：可见，虽然H2+和He2+两者的键级相同，但由于He2+的反键效应大于其成键效应，使得其稳定性比H2+相对较差。即，H2+、H2、He2+、He2四种分子的相对稳定性顺序为：H2>H2+>He2+>He21σg1sα+β*1s1σuHH2+H+α+βαE1σg1sα+β*1s1σuHeHe2+He+α+βαE2.Li2+、

5、Li2、Be2+、Be2在这些分子中，由于Li和Be原子的外层2s轨道上有电子，这样就给我们带来了新问题。即：a原子的1s轨道能否与b原子的2s轨道线性组合成分子轨道?从LCAO-MO的基本原则(成键三原则）来看：☆a原子的1s轨道与b原子的2s轨道对称性匹配+1s2s+☆a原子的1s轨道与b原子的2s轨道可获得最大重叠+++关键问题就是考察a原子的1s轨道和b原子的2s轨道其能量是否相近(能量相近原则）。如何估算轨道能量？可见，在Li2+、Li2、Be2+、Be2分子中，a原子的1s轨道与b原子的2s轨道不满足能量

6、相近原则。或者说，上述分子中原子的1s轨道与2s轨道不能进行有效的线性组合。Be：Eφ1s≈-16×13.6eVEφ2s≈-2×13.6eV能级相差大能级相差较大在前面第二章曾介绍过Slater能级公式，可用该公式对原子轨道能级进行估算；也可近似地由Eφns≈(Z/n)2EH粗略估算。在此，我们采用Eφns≈(Z/n)2EH对a原子的1s轨道与b原子2s轨道的能级进行粗略估算。Li：Eφ1s≈-(3/1)2×13.6eV=-9×13.6eVEφ2s≈-(3/2)2×13.6eV=-2.25×13.6eV通过讨论得知，

7、在Li2+、Li2、Be2+、Be2等分子中，a原子的1s轨道不能与b原子的2s轨道线性组合成有效的分子轨道。这样，上述分子的MO及轨道能级如下：1σg：ψ1=c1(φ1sA+φ1sB)1σu：ψ2=c2(φ1sA-φ1sB)2σg：ψ3=c3(φ2sA+φ2sB)2σu：ψ4=c4(φ2sA-φ2sB)AOMOAO1s1σg1σu1sψ1ψ22s2σg2σu2sψ3ψ4Li2+(1σg)2(1σu)2(2σg)1(1σg)2(1σu)2(2σg)2Li2(1σg)2(1σu)2(2σg)2(2σu)1Be2+(1σ

8、g)2(1σu)2(2σg)2(2σu)2Be2☆因2p轨道是三重简并轨道，在分子中将出现简并π轨道。1πu如果两原子沿x方向结合成分子，则有：2pyπu(2py)++-+-+-2py2pzπu(2pz)++-+-+-2pz若是以2py-2py（2pz-2pz），则组合成简并的πg轨道（反键）3.B2+、B2、C2+、C2、N2+、N2与前面讨