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精彩文档 第三章 双原子分子的结构
⑴ 研究原子或分子间相互作用力的化学键理论可分为三大流派：
一是分子轨道理论；二是价键理论；三是密度泛函理论。
⑵ 变分法解H2+体系，并讨论共价键。
⑶ 形成分子轨道必须满足对称性匹配、能级相近和轨道最大重叠三个条件；σ、π、δ轨道的特点。
⑷ 同核、异核双原子分子的分子轨道表示、能级示意图。
§3.1 化学键理论简介(chemical bond theory)
一、原子间相互作用力
(1)两个闭壳层的中性原子，例如 He-He，它们之间是van der Waals(范德华)引力作用。
(2)两个开壳层的中性原子，例如H-H，它们之间靠共用电子对结合称为“共价键”。
(3)一个闭壳层的正离子与一个闭壳层的负离子，例如Na+-Cl-，它们之间是静电相互作用，称之为“离子键”。
(4)一个开壳层离子(一般是正离子)与多个闭壳层离子(或分子)，例如过渡金属配合物Mn+(X-)m,它们之间形成配位键（属共价键范围）。
(5)许多金属原子聚集在一起，最外层价电子脱离核的束缚，在整个金属固体内运动——金属键。
讨论这些成键原理的理论称化学键理论。
二、化学键理论
- 分子轨道理论(Molecular Orbital)、
- 价键理论(Valence Bond)和
- 密度泛函理论(Density Functional Theory)。
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精彩文档 §3.2 变分法与H2+的结构
一、H2+的结构和共价键的本质
H2+的Schrödinger方程
H2+的座标
的方程以原子单位表示为
二、变分法解Schrödinger方程
变分法的原理：对任一个品优函数，用体系的算符求得的能量平均值，将大于或接近于体系基态的能量(E0)，即
令 实用标准文案
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得
对ca和cb偏微商求极值，得
第七章 化学键与分子结构
化学变化的实质是原子的化合和分解，在这个过程中自始至终存在分子的形成和破坏，故我们说：分子是参与化学反应的基本单元。而分子的性质又是由分子内部结构所决定的，因而研究分子的结构，对于了解物质的性质和化学反应规律具有十分重要的意义。
分子的结构通常包括以下内容：(1)分子中原子间的强相互作用力即化学键问题，即原子以什么样的相互作用力结合在一起形成化学键。(2)分子的空间构型，即分子中原子的空间排布，几何形状等；（3）分子与分子之间的相互作用力问题，即分子间力或范德华力问题；（4）分子的结构与物质的物理、化学性质的关系。
早期的化学研究重点是在确定分子的组成，近代原子结构理论建立以后，分子结构的研究已深入到探索化学键的本质中去了，并且对化学键的本质获得了较好的阐明。
§4-1 离子键理论
1916年德国化学家科塞尔(Kossel)根据稀有气体具有稳定结构的事实提出了离子键理论，他认为：不同的原子间相互化合时，他们都有达到稀有气体稳定结构的倾向，首先形成正、负离子，并通过静电引力作用结合而形成化合物。活泼的金属原子和活泼的非金属原子所形成的化合物，通常都是离子型化合物。如：NaCl、CaO等，它们的特点是：在一般情况下，主要以晶体的形式存在，具有较高的熔点和沸点，在熔融状态或溶于水后，其溶液均能导电。
1-1 离子键的形成
离子键理论认为：
（1）当电负性小的活泼金属原子和电负性大的活泼非金属原子相遇时，它们都能达到稳定结构的倾向，由于两个原子的电负性相差较大，因此它们之间容易发生电子的得失而产生正、负离子。
（2）所谓稳定结构，对于主族元素来讲他们所生成的离子多数具有稀有气体结构，即p轨道为全充满状态。对于过渡元素来讲，它们所生成的离子的d轨道一般处于半充满状态。如在Fe3+、Mn2+。但是过渡元素的s和d轨道能量相近例外者多。
（3）原子之间发生电子的转移而形成具有稳定结构的正、负离子时，从能量的角度看，一定会有能量的吸收和放出，而且新体系的能量也是最低的。如气态金属原子失去电子需要吸收能量（电离能）；气态非金属原子结合电子时会释放出能量（电子亲合能），气态正负离子结合时会放出能量。正负离子接近时，同时存在离子之间的吸引作用，外层电子和原子核之间的排斥作用，只有当正负离子相隔一定距离（平衡距离）时，吸引和排斥作用才能达到暂时平衡，正负离子只有处于平衡位置附近振动时，体系的能量最低。这说明正负离子之间形成了稳定的化学键，这种化学键叫离子键。
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第 1 页 共 9 页 第二章 分子结构与性质
单元测试（3）
一、选择题( 每小题只有一个．．．．选项符合题意)
1. σ键可由两个原子的s轨道、一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道以及一个原子的p轨道和另一个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠而成。则下列分子中的σ键是由一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是
A．H2 B.HCl C.Cl2 D.F2
2．有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是
A．两个碳原子采用sp杂化方式
B．两个碳原子采用sp2杂化方式
C．每个碳原子都有两个未杂化的2p轨道形成π键
D．两个碳原子形成两个π键
3．膦（PH3）又称磷化氢，在常温下是一种无色有大蒜臭味的有毒气体，电石气的杂质中常含有磷化氢。它的分子构型是三角锥形。以下关于PH3的叙述正确的是
A．PH3分子中有未成键的孤对电子 B．PH3是非极性分子
C．PH3是一种强氧化剂 D．PH3分子的P－H键是非极性键
4．碘单质在水溶液中溶解度很小，但在CCl4中溶解度很大，这是因为
A．CCl4与I2分子量相差较小，而H2O与I2分子量相差较大
B．CCl4与I2都是直线型分子，而H2O不是直线型分子
C．CCl4和I2都不含氢元素，而H2O中含有氢元素
D．CCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子
5．下列事实中能证明氯化氢是共价化合物的是
A．液态氯化氢不导电 B．氯化氢极易溶于水
1 选修3第一章«原子结构与性质»综合练习
一．单项选择题
1．按能量由低到高的顺序排列，正确的一组是( )
A．1s、2p、3d、4s B．1s、2s、3s、2p C．2s、2p、3s、3p D．4p、3d、4s 3p
2. 以下能级符号不正确的是( )
A. 3s B. 3p C. 3d D. 3f
3、下列能级轨道数为3的是( )
A、s能级 B、p能级 C、d 能级 D、f能级
4、3d轨道中最多容纳电子数为( )
A、2 B、10 C、14 D、18
5、4p轨道填充一半的元素，其原子序数是( )
A、15 B、 33 C、 35 D、 51
6、某元素质量数51，中子数28，其基态原子未成对电子数为( )
A、0 B、1 C、 2 D、3
7、下列原子各电子层中电子数不合理的是( )
A、 21Sc：K(2) L(8) M(8) N(3) B、 24Cr：K(2) L(8) M(13) N(1)
C 、32Ge：K(2) L(8) M(18) N(4) D 、29Cu：K(2) L(8) M(18) N(1)
8.决定氧原子的轨道表示式是 而不是 的规律是 ( )
A.能量最低原理 B.泡利不相容原理 C.洪特规则 D.能量最低原理和泡利不相容原理
9. 下列各原子或离子的电子排列式错误的是( )
A. Na+ 1s22s22p6 B. F¯ 1s22s22p6 C . N3+ 1s22s22p6 D. O2¯ 1s22s22p6
