解释一下分子轨道对称守恒匹配原则

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>>>下列说法中不正确的是()A.s轨道不能参与形成π键B.s-sσ键与s-pσ键..
下列说法中不正确的是(  )A.s轨道不能参与形成π键B.s-sσ键与s-p σ键的电子云形状对称性相同C.碳碳双键的键能是碳碳单键键能的2倍D.氮气分子中含有1个σ键、2个π键
题型:单选题难度:中档来源:不详
A.s轨道头对头重叠参与形成σ键,故A正确;B.σ键有方向性,两个成键原子必须沿着对称轴方向接近,才能达到最大重叠,s-sσ键与s-p σ键还是p-pσ键都是轴对称的,所以s-sσ键与s-p σ键的电子云形状对称性相同,故B正确;C.碳碳双键中含有一个σ键、1个π键导致碳碳双键的键能小于碳碳单键键能的2倍,故C错误;D.共价三键中含有一个σ键、2个π键,氮气分子的结构式为N≡N,所以氮气分子中含有1个σ键、2个π键,故D正确;故选C.
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据魔方格专家权威分析,试题“下列说法中不正确的是()A.s轨道不能参与形成π键B.s-sσ键与s-pσ键..”主要考查你对&&共价键&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:
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1.本质原子之间形成共用电子对(或电子云重叠),使得电子出现在核间的概率增大。 2.特征具有方向性与饱和性。 (1)共价键的饱和性一个原子中的一个未成对电子与另一个原子中的一个未成对电子配对成键后,一般来说就不能再与其他原子的未成对电子配对成键了,即每个原子所能形成共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的,这称为共价键的饱和性。例如,氯原子中只有一个未成对电子,所以两个氯原子之间可以形成一个共价键,结合成氯分子,表示为氮原子中有三个未成对电子,两个氮原子之间能够以共价三键结合成氮分子,表示为一个氮原子也可与_二个氢原子以三个共价键结合成氨分子,表示为 (2)共价键的方向性共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成,这就是共价键的方向性。除s轨道是球形对称外,其他原子轨道都具有一定的空间分布。在形成共价键时,原子轨道重叠得越多,电子在核间出现的概率越大,所形成的共价键就越牢固。例如,硫原子的价电子排布是有两个未成对电子,如果它们分布在互相垂直的轨道中,那么当硫原子和氢原子结合生成硫化氢分子时,一个氢原子的1s轨道上的电子能与硫原子的轨道上的电子配对成键,另一个氢原子的1s轨道上的电子只能与硫原子的轨道上的电子配对成键。说明:①共价键的饱和性决定着各种原子形成分子时相互结合的数量关系。如一个氢分子只能由两个氢原子构成,一个水分子只能由两个氢原子和一个氧原子构成。 ②共价键的方向性决定着分子的空间构型。 3.分类 (1)按成键原子是否相同或共用电子对是否偏移分 (2)按成键方式分(3)按共用电子对数分离子键和共价键:
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原子轨道理论|原​子​轨​道​理​论
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分子轨道理论采用原子轨道线性组合形成分子轨道的过程为.ppt28页
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§3-2 络合物的分子轨道理论分子轨道理论采用原子轨道线性组合形
成分子轨道的过程为: 1找出组成分子的各
个原子轨道,并按照对称性分类;2根据对
称性匹配原则,由原子轨道线性组合成分子
轨道,按分子轨道能级高低构成轨道能级图,
电子遵循能量最低原理、泡利原理、洪特规
则逐一填入分子轨道。配合物的分子轨道理论认为:中心离子
的原子轨道与配体轨道组成离域分子轨道。§3-2 络合物的分子轨道理论
正八面体络合物中的?配键
正八面体络合物中的?配键键和羰基络合物结构
过渡金属的离子半径§3-2 络合物的分子轨道理论
一、?分子轨道
以第一系列过渡金属离子和六个配位体形成的八面体络合
物为例说明M-L之间的?键,金属离子M外层共有九个原子轨
道可以形成分子轨道:
d d d 3 ,3 ,4 s,4 ,4 4
x y y z x z
极大值方向夹在轴间,形
极大值方向沿x,y,z轴指向配位
极大值方向夹在轴间,形
极大值方向沿x,y,z轴指向配位
成以面为对称的 ?分子轨道
体,可形成以轴为称的ó分子轨道
成以面为对称的?分子轨道
体,可形成以轴为称的ó分子轨道§3-2 络合物的分子轨道理论
这六个原子轨道和六个配位体L的ó型
轨道进行线性组合,形成ó键。为有效成
键,这种组合必须是对称性匹配的,有
四种情况,如图1-4。组合成的十二个分子
轨道,一半是成键的,一半是反键的,
具体能级如图5。§3-2 络合物的分子轨道理论
P + ó - ó
1u 1 x 1 2
? s+ ó + …+ó
P + ó - ó
1u 2 y 3 4
中央S轨道 6个配体的原子轨道
P + ó - ó
1u 3 z 5 6
图1 图2§3-2 络合物的分子轨道理论
+2 ó +2ó -ó
+ó +ó -ó -ó
g 1 1 2 3 4
-ó -ó -ó
图3 图4§3-2 络合物的分子轨道理论
由左图可见,成键分
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如何判断分子轨道杂化
详细解说一下,如何判断分子的杂化轨道和分子构型
提问者采纳
分子轨道理论的要点:
1.原子在形成分子时,所有电子都有贡献,分子中的电子不再从属于某个原子,而是在整个分子空间范围内运动。在分子中电子的空间运动状态可用相应的分子轨道波函数ψ(称为分子轨道)来描述。分子轨道和原子轨道的主要区别在于:(1)在原子中,电子的运动只受 1个原子核的作用,原子轨道是单核系统;而在分子中,电子则在所有原子核势场作用下运动,分子轨道是多核系统。(2)原子轨道的名称用s、p、d…符号表示,而分子轨道的名称则相应地用σ、π、δ…符号表示。
2.分子轨道可以由分子中原子轨道波函数的线性组合(linear combination of atomic orbitals,LCAO)而得到。几个原子轨道可组合成几个分子轨道,其中有一半分子轨道分别由正负符号相同的两个原子轨道叠加而成,两核间电子的概率密度增大,其能量较原来的原子轨道能量低,有利于成键,称为成键分子轨道(bonding molecular orbital),如σ、π轨道(轴对称轨道);另一半分子轨道分别由正负符号不同的两个原子轨道叠加而成,两核间电子的概率密度很小,其能量较原来的原子轨道能量高,不利于成键,称为反键分子轨道(antibonding molecular orbital),如 σ*、π* 轨道(镜面对称轨道,反键轨道的符号上常加“*”以与成键轨道区别)。 若组合得到的分子轨道的能量跟组合前的原子轨道能量没有明显差别,所得的分子轨道叫做非键分子轨道。
3.原子轨道线性组合的原则(分子轨道是由原子轨道线性组合而得的):
(1)对称性匹配原则
只有对称性匹配的原子轨道才能组合成分子轨道,这称为对称性匹配原则。
原子轨道有s、p、d等各种类型,从它们的角度分布函数的几何图形可以看出,它们对于某些点、线、面等有着不同的空间对称性。对称性是否匹配,可根据两个原子轨道的角度分布图中波瓣的正、负号对于键轴(设为x轴)或对于含键轴的某一平面的对称性决定。例如 图1中的(a)、(b),进行线性组合的原子轨道分别对于x轴呈圆柱形对称,均为对称性匹配;又如图 2(d)和(e) 中,参加组合的原子轨道分别对于xy平面呈反对称,它们也是对称性匹配的,均可组合成分子轨道;可是图2(f)、(g)中,参加组合的两个原子轨道对于xy平面一个呈对称而另一个呈反对称,则二者对称性不匹配,不能组合成分子轨道。
图9-10 原子轨道对称性匹配成键
符合对称性匹配原则的几种简单的原子轨道组合是,(对 x轴) s-s、s-px 、px-px 组成σ分子轨道;(对 xy平面)py-py 、pz-pz 组成π分子轨道。对称性匹配的两原子轨道组合成分子轨道时,因波瓣符号的异同,有两种组合方式:波瓣符号相同(即++重叠或--重叠)的两原子轨道组合成成键分子轨道;波瓣符号相反(即+-重叠)的两原子轨道组合成反键分子轨道。图9-11是对称性匹配的两个原子轨道组合成分子轨道的示意图。
对称性匹配的两个原子轨道组合成分子轨道示意图
(2)能量近似原则
在对称性匹配的原子轨道中,只有能量相近的原子轨道才能组合成有效的分子轨道,而且能量愈相近愈好,这称为能量近似原则。
(3)轨道最大重叠原则
对称性匹配的两个原子轨道进行线性组合时,其重叠程度愈大,则组合成的分子轨道的能量愈低,所形成的化学键愈牢固,这称为轨道最大重叠原则。在上述三条原则中,对称性匹配原则是首要的,它决定原子轨道有无组合成分子轨道的可能性。能量近似原则和轨道最大重叠原则是在符合对称性匹配原则的前提下,决定分子轨道组合效率的问题。
4.电子在分子轨道中的排布也遵守原子轨道电子排布的同样原则,即Pauli不相容原理、能量最低原理和Hund规则。具体排布时,应先知道分子轨道的能级顺序。目前这个顺序主要借助于分子光谱实验来确定。
5.在分子轨道理论中,用键级(bond order)表示键的牢固程度。键级的定义是:
键级 = (成键轨道上的电子数 - 反键轨道上的电子数)/2
键级也可以是分数。一般说来,键级愈高,键愈稳定;键级为零,则表明原子不可能结合成分子,键级越小(反键数越多),键长越大。
6.键能:在绝对零度下,将处于基态的双分子AB拆开也处于基态的A原子和B原子时,所需要的能量叫AB分子的键离解能,常用符号D(A-B)来表示。
7.键角:键和键的夹角。如果已知分子的键长和键角,则分子的几何构型就确定了。
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根据原子轨道种类和数目的不同,可以组成不同类型的杂化轨道。通常分为s-p型和s-p-d型。杂化轨道又可分为等性和不等性杂化轨道两种。凡是由不同类型的原子轨道混合起来,重新组合成一组完全等同(能量相等、成份相同)的杂化轨道叫做等性杂化。凡是由于杂化轨道中有不参加成键的孤对电子对的存在,而造成不完全等同的杂化轨道,这种杂化叫不等性杂化。&&1.等性杂化&&(1)&sp等性杂化&&由一个ns轨道和一个np轨道参与的杂化称为sp杂化,所形成的轨道称为sp杂化轨道。每一个sp杂化轨道中含有1/2的s轨道成分和1/2的p轨道成分,两个杂化轨道间的夹角为180°,呈直线形。&&(2)&sp等性杂化&&由一个ns轨道和两个np轨道参与的杂化称为sp杂化,所形成的三个杂化轨道称为sp杂化轨道。每个sp杂化轨道中含有1/3的s轨道成分和2/3的p轨道成分,杂化轨道间的夹角为120°,呈平面正三角形。&&(3)&sp等性杂化&&由一个ns轨道和三个np轨道参与的杂化称为sp杂化,所形成的四个杂化轨道称为sp杂化轨道。sp杂化轨道的特点是每个杂化轨道中含有1/4的s成分和3/4的p成分,杂化轨道间的夹角109°28′,空间构型为四面体形。&&2.不等性杂化&&sp不等性杂化——NH分子和HO分子的结构&&〖例如NH分子的结构〗〖例如HO分子的结构〗&&&杂化轨道除sp型外,还有dsp型(利用(n-1)dnsnp&轨道)和spd&型(利用nsnpnd&轨道),详见配合物一章介绍。表6-2(见图)列出几种常见的杂化轨道。&&&&&&杂轨数=中心原子孤对电子对数+中心原子结合的原子数&&&&&&&=中心原子价电子对数(形成si&ge&ma&键)&&&&&&&=(中心原子价电子对数+配位原子提供的电子数-离子带电荷数)/2o,s作配位原子时不计入总数若价电子总数为奇数以总数加一处理,如NO2属于VSEPR的AY4分子的中心原子A全取SP3杂化,AY3的原子或离子大都取SP2杂化,AY2全取SP杂化。CO2:杂轨数=0+2=2,为SP杂化;NO2:(5+0-0+1)/2=3,SP2杂化;CH4:,SP3杂化。
轨道杂化理论是指的原子轨道杂化理论.我们知道原子的核外电子是排布在不同能级的原子轨道上面的,比如S轨道P轨道等等,原子在形成分子时,为了增强成键能力(使成键之后能量最低则最稳定),同一原子中能量相近的不同类型的原子轨道重新组合,形成能量、形状和方向与原轨道不同的新的原子轨道(这种轨道的能量都比没有杂化以前的能量要低)。比如sp杂化、sp2杂化等等,这种原子轨道重新组合的过程称为原子轨道的杂化,所形成的新的原子轨道称为杂化轨道。形成杂化轨道之后在于其他的原子结合使得整个的分子能量降低,达到稳定的状态。
价层电子互斥理论主要是用来解释一些分子的空间结构的理论,在考虑一个分子(多原子)的空间结构的时候除了考虑它的组成原子之间的大小排列等关系外,好要考虑到中心原子的孤电子对,它对其它原子有排斥的作用,从而使得分子或是原子团具有不同的空间结构。什么平面型、三角锥形等等。可以用公式计算的,估计你们学不到那么深哦。
至于分子轨道理论要点有以下三点:第一,原子形成分子后,电子就不再局限于个别原子的原子轨道,而是从属于整个分子的分子轨道。所以分子轨道强调分子的整体性,换句话说在形成分子之后我们考虑它们时就不能一个原子一个原子来孤立考虑,电子也要在其形成的分子轨道中来考虑,不能再用什么原子外层电子排布什么的来看了。第二,分子轨道中电子的分布也和原子中的电子分布一样,遵循泡利不相容原理(最多一个分子轨道两个电子)、能量最低原理(按照排布之后能量要最低,以后你读大学会学到反键轨道知识等等,那时你就知道为什么要能量最低了)和洪特规则(一个轨道的电子要自旋相反,这和轨道的自旋量子数有关,以后《结构化学》中会学到)。在分子轨道中电子可以配对,也可以不配对(分子形成之后会有自旋的单电子存在,它们是不配对的,所有会有顺磁和反磁的分子)。第三,分子轨道可以近似地通过原子轨道的线性组合而得到比如s轨道和s轨道组成σ分子轨道。分子轨道的数目等于组合前各原子轨道数目之和。
结合VSEPR理论一起来判断。
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