双原子分子结构与化学键理论.pptx

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1、3.1 分子轨道理论(MO)3.1.1变分原理及变分法 3.1.2 H2+的Schrdinger方程及变分求解 3.1.3 共价键的本质 3.1.4 分子轨道理论要点 3.1.5 分子轨道的类型与图形 3.1.6 双原子分子的结构 Contents 第三章目录第1页/共26页3.2 价键理论(VB)3.2.1 H2的Schrdinger方程的变分求解 3.2.2 电子配对法的量子力学基础 3.2.3 双原子分子的电子结构3.3 分子光谱 3.3.1 转动光谱 3.3.2 振动光谱3.4 光电子能谱 Contents第2页/共26页 化化 学学 键键 理理 论论 简简 介介 原子间的相互作用2

2、两个闭壳层的中性原子3 两个开壳层的中性原子1 一个闭壳层的正离子与一个闭壳层的负离子4 一个开壳层的（正）离子与多个闭壳层的（负）离子（或分子）5 金属原子之间Van der Waals力共价键离子键配位键（共价键）金属键第3页/共26页分子轨道（MO）理论价键（VB）理论H2+的量子力学计算H2的量子力学计算定域键离域键 共价键理论第4页/共26页 3.1 3.1 分子轨道理论分子轨道理论分子轨道理论分子轨道理论(MOMO)3.1.1 变分原理及变分法1.变分原理P.74（3.2.2）第5页/共26页2.线性变分法第6页/共26页3.1.2 H2+的Schrdinger方程及变分求解1.S

3、chrdinger方程第7页/共26页P.73（3.2.1）P.75（3.2.11 3.2.16）2.能量及波函数第8页/共26页S Sabab重叠积分重叠积分核间距核间距 Sab、Haa和Hab积分的物理意义3.讨论第9页/共26页H Haaaa库仑积分库仑积分(积分积分)当当R=2aR=2a0 0时，时，H Haaaa=-0.48262 au(Hartree)0.48262 au(Hartree)第10页/共26页H Habab交换积分交换积分(积分积分)当当R=2aR=2a0 0时，时，H Habab=-0.4070 au(Hartree)0.4070 au(Hartree)第11页/共

4、26页 H2+的能量第12页/共26页1s1sEHEHE1,1E2,2第13页/共26页H2+的能量曲线 体系为趋向低能量，会一直增大核间距R，导致分子离解。体系会在适当的核间距Re，达到最低能量De。导致分子形成。R Re eD De e(132pm,170.8kJ/mol)(106pm,269.0kJ/mol)第14页/共26页 H2+的两种状态与分子轨道分子轨道在分子中描述单电子运动状态的波函数。1为成键轨道；2为反键轨道。第15页/共26页第16页/共26页第17页/共26页3.1.3 共价键的本质体系能量势能降低动能降低原子轨道的重叠产生了加强性干涉效应，致使两核间电子云密集。+核间

5、密集的电子云将两个原子核结合在一起，于是形成了H2+。总能降低共价键原子间强烈的相互作用。第18页/共26页 H2+分子与原子电子云密度差图分子与原子电子云密度差图(示意示意示意示意图图图图)差值为正差值为负差值为零第19页/共26页Mulliken教授1896年生于美国马萨诸塞州，美国化学家和物理学家。量子化学的创始人之一。1966年获化学Nobel奖。主要成就：于1928年提出了分子轨道理论，1952年又发展了该理论。在研究化学键和分子中的电子轨道方面作出了卓越贡献。Robert Sanderson Mulliken第20页/共26页Pople教授1925年生于英国的Somerset。理论

6、物理与理论化学家，1998年获化学Nobel奖。主要成就：发展了量子化学理论的计算方法（CNDO、INDO及PPP方法等。John A.Pople 第21页/共26页Pauling 教授1901年2月28日生于美国俄勒冈州。量子化学的创始人之一。1954年化学Nobel奖，1962年获得Nobel和平奖。主要成就：首先将量子力学与近代化学理论结合，特别是对化学键的性质和复杂分子结构方面作出了卓越贡献，是建立现代结构化学理论的杰出的先行者。Linus Carl Pauling 第22页/共26页1.写出尝试变分函数:线性变分法第23页/共26页2.2.变分积分变分积分:第24页/共26页3.E3.E对对c ca a，c cb b求极值，得到久期方程求极值，得到久期方程 ：第25页/共26页感谢您的观看！第26页/共26页