范康年课件-第3章共价键理论和双原子分子结构-考研试题文档资料系列.ppt

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1、物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构物理化学物理化学10/25/20221复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构化学键的本质历史的观点第三章第三章简单分子结构和化学键理论简单分子结构和化学键理论10/25/20222复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构W.Kossel:离子键的观点离子键的观点G.W.Lewis:共价键的观点共价键的观点10/25/20223复旦大学化学系复旦大学化学系物

2、理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构10/25/20224复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构H2 的哈密顿算符的哈密顿算符The underlying physical laws necessary for the mathematical theory of the whole of chemistry are thus completely known,and the difficulty is only that the exact application

3、of these laws leads to equations much too complicated to be soluble.-Dirac10/25/20225复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构ab12B.O.近似近似奥本海默奥本海默10/25/20226复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构分离变量分离变量W.Heitler 和和 F.London的贡献的贡献10/25/20227复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学

4、 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构线性变分法线性变分法变分试探函数的选取变分试探函数的选取10/25/20228复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构10/25/20229复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构久期方程久期方程10/25/202210复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构重叠10/25/202211复旦大学化学

5、系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构HeitlerHeitler-London-London王守竟王守竟10/25/202212复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构10/25/202213复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构W.Kolos C.C.Roothaan10/25/202214复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分

6、子结构共价键理论和双原子分子结构电子结构电子结构10/25/202215复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构共价键的本质共价键的本质10/25/202216复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构10/25/202217复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构电子自旋：电子自旋：10/25/202218复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章

7、共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构10/25/202219复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构价键理论的总结及其应用价键理论的总结及其应用1.自旋相反是两个电子配对的先决条件自旋相反是两个电子配对的先决条件2.为有效成键，相关电子的电子云需要追求最大为有效成键，相关电子的电子云需要追求最大限度重叠限度重叠.10/25/202220复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构价键理论对一些简单分子的应用价键理论对一些简单分子的应

8、用Li2He2N2HFCOH+2O2H2O10/25/202221复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构分子轨道理论分子轨道理论氢分子离子氢分子离子 H2+的哈密顿算符（原子单位）的哈密顿算符（原子单位）abB.O.近似近似10/25/202222复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构 两种极端的情况两种极端的情况变分试探函数变分试探函数10/25/202223复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原

9、子分子结构共价键理论和双原子分子结构10/25/202224复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构解的讨论解的讨论重叠积分：两个轨道的重叠程度重叠积分：两个轨道的重叠程度库仑库仑积分积分交换积分交换积分10/25/202225复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构H2+能级图能级图反键轨道成键轨道 H2+势能面势能面反键成键10/25/202226复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价

10、键理论和双原子分子结构10/25/202227复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构电子结构电子结构10/25/202228复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构电子结构电子结构10/25/202229复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构成键轨道成键轨道反键轨道反键轨道10/25/202230复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键

11、理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构共价键的本质电子的重新排布有利于能量下降而使分子得以稳定存在电子的重新排布有利于能量下降而使分子得以稳定存在电子云密度的变化决定了原子的相互吸引或排斥电子云密度的变化决定了原子的相互吸引或排斥位于核间区域的电子，由于同位于核间区域的电子，由于同时受到了两个原子核的吸引，时受到了两个原子核的吸引，约束力增大，动能减小，有利约束力增大，动能减小，有利于体系的稳定。于体系的稳定。10/25/202231复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构分子轨道理论分子轨道理论分子轨道分子轨

12、道分子的哈密顿算符分子的哈密顿算符R.S.Mulliken10/25/202232复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构10/25/202233复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构电子在分子轨道中的填充规则电子在分子轨道中的填充规则 原子轨道线性组合形成分子轨道：原子轨道线性组合形成分子轨道：LCAO-MO为什么为什么?J.E.Lennard-JonesG.HerzbergHund10/25/202234复旦大学化学系复旦大学化学系物理化

13、学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构是否任何种类的原子轨道是否任何种类的原子轨道都能够有效组合都能够有效组合?选择一个模型分子选择一个模型分子AB 10/25/202235复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构10/25/202236复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构能量相近原则能量相近原则对称性匹配规则对称性匹配规则最大重叠原则最大重叠原则10/25/202237复旦大学化学系复旦大学化学

14、系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构 轨道轨道10/25/202238复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构 轨道轨道10/25/202239复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构 轨道轨道10/25/202240复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构分子轨道的符号分子轨道的符号同核双原子分子同核双原子分子异核

15、双原子分子异核双原子分子10/25/202241复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构双原子分子双原子分子原子轨道能量原子轨道能量(eV)10/25/202242复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构10/25/202243复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构10/25/202244复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原

16、子分子结构共价键理论和双原子分子结构10/25/202245复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构10/25/202246复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构分子光谱项：分子光谱项：10/25/202247复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构10/25/202248复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键

17、理论和双原子分子结构+-10/25/202249复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构闭壳层闭壳层1）单个电子；）单个电子；2）不同壳层；）不同壳层；3）同一壳层）同一壳层开壳层开壳层10/25/202250复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构 的分子光谱项推算的分子光谱项推算10/25/202251复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构10/25/202252

18、复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构电子态的跃迁选律电子态的跃迁选律10/25/202253复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构价键理论和分子轨道理论的比较价键理论和分子轨道理论的比较10/25/202254复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构价键理论和分子轨道理论的比较价键理论和分子轨道理论的比较10/25/202255复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学

19、物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构杂化轨道理论杂化轨道理论10/25/202256复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构10/25/202257复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构10/25/202258复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构各种杂化轨道和他们的夹角各种杂化轨道和他们的夹角10/25/202259复旦

20、大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构xysp3 杂化轨道杂化轨道10/25/202260复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构10/25/202261复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构xy10/25/202262复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构10/25/202263复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构NHHH12310/25/202264复旦大学化学系复旦大学化学系物理化学物理化学 I 第三章第三章 共价键理论和双原子分子结构共价键理论和双原子分子结构10/25/202265复旦大学化学系复旦大学化学系