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高中化学竞赛多原子分子分子轨道能级图ppt

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同核双原子分子轨道能级图

同核双原子分子轨道能级图
σ1s<σ1s*< σ2s<σ2s* < π2py=π2pz < σ2px < π2py*=π2pz* <σ2px*
继续
σ*2px
2p
px py pz
2s
π*2σpy2pπx *2pz
π2py π2pz σ*2s
2p
px py pz
2s
能级 差小
σ2s
1s
σ*1s
1s σ2px> π2p
σ1s 图（b）Li2、Be2、B2、C2、N2分子轨道能级示意图返回
继续
σ*2px
2p
px py pz
2s
ππ*22ppyy ππ2*pz2pz
2p
px py pz
能级
σ2px
差大
σ*2s
2s
σ2s
1s
σ*1s
1s
σ2px< π2p
σ1s 图（a）O2和F2分子轨道能级示意图 继续
组成原子的2s和2p轨道的能量相差较小，在
组合成分子轨道时，一个原子的2s轨道除能和另 一个原子的2s轨道发生重叠外，还可以与其2p轨 道重叠，其结果是使σ2px超过π2py和π2pz。这些原子 组成的同核双原子分子的分子轨道能级顺序为： [见图（b）]
把分子中各分子轨道按能量高低的顺序排 列起来就可以得到分子轨道能级图。
组成原子的2s和2p轨道的能量相差较大，在
组合成分子轨道时，不会发生2s和2p轨道的相互 作用，只是两原子轨道的s-s和p-p轨道的线性组合， 因此，这些原子组成的同核双原子分子的分子轨 道能级顺序为：[见图（a）]
σ1s<σ1s*< σ2s<σ2s*< σ2px < π2py=π2pz < π2py*=π2pz* <σ2px*

原子规道与能级图__XPS_光电子能谱分析

原子规道与能级图__XPS_光电子能谱分析

原子轨道近似能级图编辑美国化学家Pauling经过计算，将原子轨道分为七个能级组。

第一组：1s第二组：2s2p第三组：3s3p第四组：4s3d4p第亓组：5s4d5p第六组：6s4f5d6p第七组：7s5f6d7p特点：1、能级能量由低到高。

2、组与组之间能量差大，组内各轨道间能量差小，随n逐渐增大，这两种能量差逐渐减小。

3、第一能级组只有1s一个轨道，其余均有两个或两个以上，且以ns开始np结束。

4、能级组与元素周期相对应。

如题：最近有人问我XPS元素的右下角数字的含义。

这是我个人的理解，请大家多多指教。

1、四个量子数的物理意义：n为主量子数;l为角量子数；m为磁量子数；s为自旋量子数。

n＝1，2，3，4…，但不等于0，并且以K（n＝1），L(n＝2)，M(n＝3)，N（n＝4），…表示。

l＝0，1，2，3…。

并且以s（l＝0），p(l＝1)，d(l＝2)，f（l＝3），…表示。

s=1/2m=0,±1, ±2,…, ±l2、自旋－轨道分裂我们知道原子中的电子既有轨道运动又有自旋运动。

量子力学的理论和光谱试验的结果都已经证实电子的轨道运动和自旋运动之间存在着电磁相互作用。

自旋－轨道耦合的结果使其能级发生分裂，这种分裂可以用总量子数j来表示，其数值为：j＝l+s, l+s-1,…,|l-s|由上式可以知道：s轨道：当l＝0，s＝1/2时，j只有一个数值，即j＝1/2；p轨道：当l＝1，s＝1/2时，j＝1/2，3/2d轨道：当l＝2，s＝1/2时，j＝3/2，5/2f轨道当l＝3，s＝1/2时，j＝5/2，7/23、原子和分子轨道的符号表示原子中内层电子的运动状态可以用以描述单个电子运动状态的四个量子数来表征。

电子能谱试验通常是在无外磁场作用下进行的，磁量子数m是简并的，所以在电子能谱研究中通常用n，l，j三个量子数来表征内层电子的运动状态。

价电子用分子轨道符号来表示。

139-2-6多原子分子分子轨道能级图课件

139-2-6多原子分子分子轨道能级图课件
( 2 px ) 2
*1s
1s
1s
1s
键级 = ( 6 － 0 ) / 2 = 3 ， 三 键 一个 键，两个 p 键
AO MO AO
O2 分子轨道图
p*2 p y 2p
p 2py
2s
1s
AO MO
分子轨道能级图为 A 图
*2 px p*2 pz
2p
p 2 pz 2 px *2s 2s 2s *1s 1s 1s
必须注意 A 图和 B 图之间的差别 。
A图 p*2 p y
*2 px p*2 pz
B图 p*2 p y
2p
2p 2p
*2 px p*2 pz
2p
p 2 py
p 2 pz 2 px
p 2py
2 px p 2 pz
2°电子在分子轨道中的排布
H2 分子轨道图
*1s
1s
1s 分子轨道式
1s
AO MO AO
*
MO
。
组合成的
MO 和
*
MO
的能量总和与原来 2 个
原子轨道 AO （ 2 个 s 轨道）的能量总和相等。
σ 的能量比 AO 低，称为成键轨道， σ* 比 AO 高，称为反键轨道。
当原子沿 x 轴接近时，px 与 px 头对头组合成 σ p和x σ* p。x
+
±
成键轨道在核间无节面，反键轨道在核间有节面。
AO
分子轨道式 ( 1s ) 2 ( *1s ) 2 键级 = ( 2 － 2 ) / 2 = 0
由于填充满了一对成键轨道和反键轨道，故分子的能量与原
子单独存在时能量相等， 键级为零。He 之间无化学键，即 He2 分子不存在。

高中化学无机化学竞赛辅导课件.ppt

高中化学无机化学竞赛辅导课件.ppt

• d区元素的化合物
• 离子极化对ds区元素化合物性质的影响
•
颜色
•
溶解
•
HgF2 HgCl2 HgBr2 HgI2 水解性质
• Hg2+ 与卤素及拟卤离子形成的配合物 HgX42-
• HgNH2X
4) 常见配位化合物及配位数 Cu(I) Cu(NH3)2+ CuCl3- Cu(CN)43Cu(II) 配位数通常为4 CuCl42- Cu(NH3)42+ Cu(CN)42Ag(I) 配位数通常为2 Ag(NH3)2+ Ag(S2O3)23- Ag(CN)2Zn(II) 配位数为4和6 ZnCl42- Zn(NH3)42+ Zn(NH3)62+ Cd(II) 常见配位数为4 Hg(II) 配位数为4 与卤素和类卤离子
• 氢键
•
强弱次序：
F—H ···F > O—H ···O > O—H ···N &g ···Cl > O—H ···S
特点： 是特殊的分子间作用力
具有方向性和饱和性
晶体结构
1. 晶格和点阵、晶胞 晶系：立方 四方 正交 单斜 三斜 三方 六方
2. 金属晶体—堆积 非密置层的堆积：简单立方和体心立方 密堆积：立方密堆—面心立方 六方密堆—六方晶胞 空间利用率及配位数
• 离子晶体 • CsCl 负离子成简单立方堆积，正离子占据立方体间隙。
NaCl 负离子成面心立方堆积，正离子占据八面体体间隙。
ZnS 负离子成面心立方堆积，正离子占据四面体间隙。
• 分子晶体
• 共价晶体
•
金刚石和石墨的结构
• 离子极化 • 离子的极化能力 • 离子的变形性 • 离子极化对键型和晶型的影响

化学竞赛 分子结构课件

化学竞赛 分子结构课件

七、分子轨道理论(MO法） 1932年前后，美国人Mulliken和德国人Hund提出了分子轨道 理论，分子轨道理论和现代价键理论构成了现代共价键理论。 氢分子离子H2+ 是可以存在的。 1、分子轨道理论的要点 （1）分子轨道是由分子中原子的原子轨道线性组合而成，简 称 LCAO。 组合形成的分子轨道数与组合前的原子轨道数相等。
对称性不匹配
·· x _
_
+
+
· _·
+
+
它们重叠的结果是：一半正正重叠部分使系统能量降低， 另一半正负重叠部分使能量升高,两者效果抵消。系统 的总能量没有发生变化，形成非键轨道。
b. 能量近似原则 c. 最大重叠原则
-
+
-
+
-
+
-
ψ是两个对称性匹配的原子轨道同号叠加而成。在两核间电子 概率密度增大，对两核产生强烈的吸引作用，其能量低于原子 轨道，对成键有利。——成键轨道 成键轨道用符号σ，π，δ 表示 ψ* 是两个对称性匹配的原子轨道异号叠加 (或同号相减)而成。 电子在两核间出现概率密度减小，能量升高，对分子的稳定不 利，对原子的键合会起反作用——反键轨道 节面 反键轨道用符号σ*，π*，δ*表示 3、分子轨道中电子的填充顺序也遵从原子轨道填充电子的三 原理 4、分子轨道理论中，用键级的大小来说明两个相邻原子间成 键的强度，BO 键级可为整数，也可为分数，只要键级大于零，就可得到不同 稳定程度的分子。 5、按分子轨道沿键轴在空间分布的特征，可分为σ轨道、π轨 道和δ轨道三种
1 c1 a c2 b
* 1
c1 a c2 b
（2）成键轨道、反键轨道和非键轨道。 分子轨道能量低于组合前原子轨道能量者称为成键轨道(ψ1 ) 原子轨道线性组合成分子轨道后，分子轨道中能量高于组合前 原子轨道能量者称为反键轨 道 (ψ 1 * )。 组合前后能量相等者称为非键轨道。 2、有效组成分子轨道的条件 a.对称性匹配 只有对称性相同的原子轨道才能组成分子轨道。 此条件是指原子轨道ψa和ψb相对于成键原子间的键轴应有相 同的对称性。 原子轨道相互叠加组合成分子轨道时象波的叠加一样，须考虑 位相的正负号；原子轨道重叠的部分必须有相同的符号。 上述三种情况满足对称性匹配要求。 如果原子轨道在组成分子轨道时，一部分是(+,+ )重叠,另一部 分却是 ( +, －)重叠。

分子轨道ppt课件

分子轨道ppt课件
=qd
偶极矩是个矢量，它的方向规定为从正电荷中心指向负电荷 中心。其单位是库仑米 (Cm)，实验中常用德拜(D)来表示：
1D = 3.336 1030Cm
例如 (H2O) = 6.171030 Cm = 1.85 D
实际上，偶极矩是通过实验测得的
精选
偶极矩大小可以判断分子有无极性，比较分子极性的大小。 = 0，为非极性分子；值愈大，分子的极性愈大。
例如，SO2和CO2都是三原子分子，都是由极性键组成，但CO2的空间结构 是直线型，键的极性相互抵消，分子的正、负电荷中心重合，分子为非 极性分子。而SO2的空间构型是角型，正、负电荷重心不重合，分子为极 性分子
精选
分子极性的大小用偶极矩(dipole moment)来量度。在极性
分子中，正、负电荷中心的距离称偶极长，用符号d表示，单 位为米(m)；正、负电荷所带电量为q和q，单位库仑(C)；
精选
(b) 适用于 1~7 号元素形成的分子或离子
对于 N，B，C原子，2s 和 2p 轨道间能量差小， 相互间排斥作用大，形成分子轨道后，σ2s和σ2Px之间 的排斥也大，结果，出现 B图中σ2Px 的能级反比 π2Py， π2Pz 的能级高的现象。
（Be2）(2py)(2pz) (2px) (2py*)(2pz*) (2px*) KK(2s)(2s*) (2py)(2pz) (2px) (2py*)(2pz*) (2px*) (1s)(1s*) (2s)(2s*) (2py)(2精p选z) (2px) (2py*)(2pz*) (2px*)
2. 在分子轨道中电子填充次序所遵循的原则和在原子轨道中 填充电子的原则相同。即按能量最低原理，泡利不相容原理和 洪特规则进行填充。
3. 原子轨道有效地组成分子轨道必须符合能量近似、轨道最 大重叠和对称性匹配这三个成键原则。

其它-第2讲分子结构ppt

π键的键能较小，键的活泼性较大。 3)所有共价单键均为σ键，共价双键中有一个σ键和一
个π键。 4)普通σ键和π键为 定域键， 多个原子间构成的大π键 为离域键。
Π4
极性单质
3
二、分子轨道理论
1、物质的磁性 顺磁性物质在磁场中被磁场所吸引。 抗磁性物质在磁场Fra bibliotek被磁场所排斥。
磁矩：描述物质的顺磁性强弱 。 nn 2
1s22s22p42d1 1s22s22p42d63s23p43d63f7
• （5）写出前112号元素电负性最大和最小的元素的原子序数；
13
101
• （6）写出第二周期中可能的杂化轨道。
sp、sp2、sp2d、sp2d2、sp2d3、 pd、pd2、pd3、p2d、p2d2、p2d3
• （7）在这个星球中的有机化学是最可能以哪一种元素为基础的？ 写出原子序数。
• （7）在这个星球中的有机化学是最可能以哪一种元素为基础的？ 写出原子序数。
• （8）在这个星球中，有哪些规则和地球上所用的8电子和18电子 规则相当？
• 作业讲评：在我们地球的物质世界里的周期系是根据4个量子数建 立的，即 n＝1，2，3，……； l＝0，1，…，（n－1）； m＝0，±1，±2…，±l；ms＝±1/2。如果在另一个星球，那里 的周期系也是由4个量子数建立的，但它们的关系为: n＝1，2， 3…； l＝0，±1，±2，…，±(n－1)； m＝0，1，2，…，l－1； ms＝±1/2。如果在地球上的基本原理在这个星球上也是适用的 （但不发生能级交错现象），回答下列问题：
我爱奥赛网第三届 化学奥赛网络夏令营
主 讲 杨 德 生
• 作业讲评：在我们地球的物质世界里的周期系是根据4个量子数建 立的，即 n＝1，2，3，……； l＝0，1，…，（n－1）；

高中化学竞赛(精华版)课件


(1) 重键包含的电子较多，不同键型间的排斥力大小： 三键——三键 > 三键——双键 > 双键—— 双键 > 双键——单键 > 单键——单键
F 123.2。 112.5。 C O
F
(2) 成键电子对受两个原子核的吸引，孤对电子
对只受一个原子核的吸引，故孤对电子对(lp)比
成键电子对(bp)肥大，所以电子对间排斥力：
CO32–离子中的大键 碳酸根离子属于AX3E0=AY3型分子，中心碳原子取
sp2杂化形式，碳原子上有一个垂直于分子平面的p轨 道；端位的3个氧原子也各有1个垂直于分子平面的p轨 道；分子的总价电子数等于24，3个C－Os键有6个电 子，每个氧原子上有2个不与分子平面垂直的孤对电子 对，因此4个平行p轨道中共有24-6-3×4=6个电子，所 以CO32–离子中有1个4轨道6电子p-p大键，符号为 46。
lp-lp>>lp-bp>bp-bp
孤对电子对与键合电子对斥力不同使理想模型发
生畸变。
如：
CH4
NH3
H2O
∠HAH 109.5 107.3、 104.5
(3) 电负性高的配体，吸引价电子能力强，价电 子离中心原子较远，占据空间角度相对较小。
PCl3
PBr3
PI3
键角：100.1 101.5 102
《无机化学》精编版
化学键与分子结构
路易斯结构式
1、按原子的键合关系写出元素符号并将相邻原子用单
键连接。在大多数情况下,原子间的键合关系是已知
的, 例如, NO2中的键合关系不是N—O—O, 而是 O—N—O。 2、将各原子的价电子数相加, 算出可供利用的价电子
总数。如果被表达的物种带有电荷, 则价电子总数

分子结构_图文.

2018年8月4日 高中化学竞赛培优教程 第四章 15
自旋方向相同
2018年8月4日
自旋方向相反
16
高中化学竞赛培优教程 第四章
量子力学对氢分子结构的处理阐明了共价键 的本质是电性的。 由于两个氢原子的1s原子轨道互相叠加，两个 1s 都是正值，叠加后使核间的电子云密度加 大，这叫做原子轨道的重叠，在两个原子之间 出现了一个电子云密度较大的区域。 一方面降低了两核间的正电排斥，另一方面又 增强了两核对电子云密度大的区域的吸引，这 都有利于体系势能的降低，有利于形成稳定的 化学键。
自然界普遍存在对称性，原子轨道也同样。 1） 原子轨道的对称性 原子轨道在空间有一定的伸展方向，如3个p轨道 在空间分别向x、y、z三个方向伸展，可用角度 分布图表示。若将它们以x轴为对称轴旋转180， 便会出现以下两种情况：
2018年8月4日
高中化学竞赛培优教程 第四章
24
a ． 旋转前后轨道完全不可区分，即 Y( , ) 的值 和符号均不变( px )； b ．旋转前后轨道在形状上不可区分，但 Y( , ) 的符号与旋转前相反(py , pz)； 前者说明该原子轨道有对称性。而后者表明原子轨 道有对称性。显然，s原子轨道属对称。 d轨道则与p轨道类似，有对称和对称之分，以x坐 标轴为对称轴时，d 2 及d 2 2 和dyz轨道为对 X X Y 称，dxy和dxz 轨道为对称。

离子键的本质就是正、负离子间的静电 吸引作用。
高中化学竞赛培优教程 第四章 7
2018年8月4日
离子键的要点
由于离子键是正负离子通过静电引力作用 相连接的，从而决定了离子键的特点是没有 方向性和饱和性。正负离子近似看作点电荷， 所以其作用不存在方向问题。没有饱和性是指 在空间条件许可的情况下，每个离子可吸引尽 NaCl晶体，其化学式仅表示Na离子与Cl离子的 离子数目之比为1∶1，并不是其分子式，整个 NaCl晶体就是一个大分子。

高中化学竞赛【分子轨道理论及双原子分子结构】


如何满足最大重叠原则呢? 一是核间距要小; 二是原子轨道必须按合适方向接近。
(3)能量相近原则
由于: E1 b h, E2 a h
h 1[ 2
( a b )2 4 2 (a b )]
若(a- b)>>2| |, 则: E1 b , E2 a, 可见这
种情况下, 原子轨道不能有效组成分子轨道。要
2s 结合成的分子轨道g2s与2pz结合成的分子轨
道g2pz对称性一致, 能量相近, 它们可重新组合成
新的分子轨道, u2s和u2pz也是这样。如下图:
3g
3u
g2pz
u2pz
g2s
u2s
2g
2u
这样使得2g的能量比g2s更低, 成为强成键 分子轨道; 而3g的能量比g2pz要高, 称为弱成键 分子轨道, 也就使得3g高于1u。同样, 2u成为 弱反键分子轨道; 而3u成为强反键分子轨道。
的u2s和u2pz也是这样。因此 O2和F2分子的3g 能级比1u低。
因此O2基态组态为: 1g21u22g22u23g21u4 1g2, 键级是2, 自旋多重度是3(三线态), 顺磁性分 子。F2基态组态为: 1g21u22g22u23g21u4 1g4, 键级是1, 反磁性分子。
O2和F2分子的电子分布图示:
B2的基态组态: 1g 21u2 2g2 2u2 1u2
C2的基态组态: 1g 21u2 2g2 2u2 1u4
N2的基态组态: 1g 21u2 2g2 2u2 1u4 3g2
1g
(2)O2和F2分子 由于O、F原子的2s 轨道和2p轨道能量相差
较大, 2s 结合成的分子轨道g2s与2pz结合成的分 子轨道g2pz对称性虽然一致, 但能量相差很大, 它 们不能有效地重新组合新的分子轨道, 这些分子
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2020年高中化学竞赛多原子分子分子 轨道能 级图27p pt
When two 1s-orbitals overlap in the same region of space in such a way that their wavefunctions have opposite signs, the wavefunctions interfere destructively and give rise to a region of diminished amplitude and a node between the two nuclei (blue line).
2020年高中化学竞赛多原子分子分子 轨道能 级图27p pt
2020年高中化学竞赛多原子分子分子 轨道能 级图27p pt
A molecular orbital energy-level diagram for the bonding and antibonding molecular orbitals that can be built from two sorbitals. Different signs of the s-orbitals (reflecting how they are combined together to form the molecular orbital) are depicted by the different shades of blue.
2020年高中化学竞赛多原子分子分子 轨道能 级图27p pt
2020年高中化学竞赛多原子分子分子 轨道能 级图27p pt
Two p-orbitals can overlap side by side to give bonding (below) and antibonding (above) orbitals. Note that the latter has a nodal plane between the two nuclei. Both orbitals have a nodal plane through the two nuclei and
路易斯理论 形成稀有气体式的稳定的电子层结构 无量子力学的计算基础
现代共价键理论 有量子力学计算基础 1927 年以后
现代价键理论 分子轨道理论
电子在原子轨道中运动 电子属于原子 电子在分子轨道中运动 电子属于分子 分子轨道由原子轨道线性组合得到
V. B. 法， 价层电子对互斥理论， 杂化轨道理论等，均属于 现代价键理论。
2020年高中化学竞赛多原子分子分子 轨道能 级图27p pt
2020年高中化学竞赛多原子分子分子 轨道能 级图27p pt
The two electrons in an H2 molecule occupy the lower-energy (bonding) molecular orbital and result in a stable molecule.
2 理论要点
1°分子轨道由原子轨道线性组合而成 分子轨道由原子轨道线性组合而成。分子轨道的数目与参与 组合的原子轨道数目相等。
H 2 中的两个 H ，有两个 1s ，可组合成两个分子轨道 ： MO = c1 1 + c2 2 ， * MO = c1 1 － c2 2
+
±
+
+Eຫໍສະໝຸດ *MO－2020年高中化学竞赛多原子分子分子 轨道能 级图27p pt
2020年高中化学竞赛多原子分子分子 轨道能 级图27p pt
Two p-orbitals can overlap to give bonding (lower) and antibonding (upper) -orbitals. Note that the antibonding combination has a node between the two nuclei. Both – orbitals have nodes passing through the nuclei, but no nodes along the axis of the bond.
反键σ*
+
MO
成键σ
AO
AO
MO
When two 1s-orbitals overlap in the same region of space in such a way that their wavefunctions have the same signs in that region, their wavefunctions (red lines) interfere constructively and give rise to a region of enhanced amplitude between the two nuclei (blue line).
2020年高中化学竞赛多原子分子分子 轨道能 级图27p pt
look like p-orbitals when
viewed along the internuclear axis.
2020年高中化学竞赛多原子分子分子 轨道能 级图27p pt
2020年高中化学竞赛多原子分子分子 轨道能 级图27p pt
A typical molecular orbital energy-level diagram for the homonuclear diatomic molecules Li2 through N2. Each box represents one molecular orbital and can accommodate up to two electrons.
五 分子轨道理论 1 分子轨道理论在化学键理论中的位置 离子键理论
化学键 理论
（ X）
路易斯理论
共价键 理论
（量子力学） （1927年）
现代价键 理论
现代共价键
理 论 （ ?）
价键理论 （VB 法）
价层电子对 互斥理论
杂化轨道理论
分子轨道理论
离子键理论 共价键理论
x > 1.7 电子发生转移 形成离子 x < 1.7 共用电子对