分子结构课件.ppt

70年代初，發現發現聚硫化氮(NS)n有超導性2000年諾貝爾化學獎授予在導電高分子領域作出突出貢獻的3位科學家美國的AlanJ.Heeger,AlanG.MacDiamid，日本的HidekiShirakawa，1977年發表在英國的Chem.Comm.雜誌上，題目是：有機導電高分子的合成：聚乙炔(CH)n的鹵化衍生物，聚乙炔薄膜用碘蒸汽氧化後，導電性增加了千萬倍，?為105S/m(Teflon的導電率10－16S/m，Ag,Cu的導電率為108S/m)價鍵理論可解釋H2,Cl2,HCl,H2O…..的分子結構，但不能解釋O2分子的性質液氧在磁場中被磁極吸引的實驗chapt.8.3水分子的極性chapt.9.1，9.18，物質的磁性Paramagneticdiamagneticferromagnetic順磁抗磁鐵磁第2章分子結構物質由分子（如CO2，H2O）、離子（NaCl,CaCO3）或原子（金屬，SiO2）組成。化學鍵（chemicalbonding）即原子或離子間的結合力。化學鍵通常分為離子鍵、共價鍵、金屬鍵。分子間的作用力主要有範德華引力、氫鍵、超分子作用力等。O2H2SO4SO42-研究分子結構的主要理論：1.價鍵理論（valencebondtheory)2.分子軌道理論MO（molecularorbitaltheory)多原子分子:價層電子對互斥VSEPR(valenceshellelectronpairrepulsion)H2分子形成的價鍵理論分子軌道即分子中某個電子運動的波函數，用?表示，分子軌道可由原子軌道線性組合而成。分子軌道的要點：1、原子軌道組成分子軌道時，軌道數不變。分子軌道的能量可以高於、低於和等於原子軌道，分別稱為反鍵軌道、成鍵軌道和非鍵軌道。（一）分子軌道理論（molecularorbital,MO）成鍵軌道反鍵軌道原子軌道原子軌道分子軌道不同原子形成的分子軌道成鍵軌道(bonding)反鍵軌道(antibonding)Chapt.10.9,more2、原子軌道組成分子軌道時，必須滿足原子軌道的能量相近、軌道最大重疊和對稱性匹配。3、分子軌道中的電子排布和原子軌道中電子排布的規則相似，即遵循Pauli原理，能量最低原理及Hund規則。對稱性匹配不匹配不匹配?軌道和?軌道，由?軌道和?軌道形成的化學鍵即?鍵和?鍵1、?軌道和?鍵，以鍵軸（兩個原子核的連線）呈圓柱形對稱，由s,或p軌道形成，電子雲頭碰頭成鍵軌道?1＝ca?a+cb?b反鍵軌道?2=ca?a-cb?b例如H2分子和“He2”：??（二）主要分子軌道的分類?鍵(成鍵軌道）頭碰頭原子核連線為對稱軸2、?軌道和?鍵由p,d軌道形成，電子雲肩並肩，通過鍵軸有一個節面（?為零）?鍵，肩並肩穿過原子核連線有一節面?1s??*1s??2s??*2s??2p??2py??2pz??*2py??*2pz??*2px例：O2的分子軌道（氧氣為順磁性分子）（三）簡單雙原子分子的分子軌道能級?F2：N2：He2(?)鍵級(order)：1/2(成鍵電子數－反鍵電子數）O2的鍵級＝2，F2的鍵級＝1He2的鍵級=0稀有氣體均為單原子分子（鍵級＝0）Chapt.10.11和PR氮氣為什麼穩定？生物固氮N2的分子軌道能級圖N2的鍵級＝？HF的分子軌道能級圖非鍵反鍵成鍵CO的分子軌道能級圖無限多的原子軌道組成分子軌道—能帶Chapt.10.14,161、價層電子對互斥(valanceshellelectronpairrepulsion)VSEPRCH4NH3H2OPF3ClF3分子構型和電子構型的區別原則：盡可能使電子對之間的排斥作用最小高鍵級低鍵級孤對－孤對孤對－鍵對鍵對－鍵對（四）多原子分子的結構sp,sp2,sp3雜化分子軌道2、雜化軌道(hybridorbitals)理論同一原子中，不同原子軌