分子轨道理论 根据分子轨道理论,O2的最高轨道是?

作者&投稿:鲁夜 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
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。

价键理论着眼于成键原子间最外层轨道中未成对的电子在形成化学键时的贡献, 能成功地解释了共价分子的空间构型,因而得到了广泛的应用。 但如能考虑成键原子的内层电子在成键时贡献, 显然更符合成键的实际情况。1932年,美国化学家 Mulliken RS和德国化学家Hund F 提出了一种新的共价键理论——分子轨道理论(molecular orbital theory),即 MO法。该理论注意了分子的整体性,因此较好地说明了多原子分子的结构。 目前, 该理论在现代共价键理论中占有很重要的地位。
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。

今天才看的,高等教育出版社《基础有机化学》有很好的介绍。楼下的的太吓人了,给你简单说一下吧。
关键词:原子轨道线性结合(原子轨道理论是基础),波函数,成键轨道,反键轨道,能量最低原理,三个条件。
所谓的分子轨道理论,就是为了解释一些价键理论所不能解释的东西,即单双键交替出现的多原子分子形成的共价键,如共轭双键等。
分子轨道理论来自于量子力学,目前应用最广泛的是原子轨道线性组合法。分子轨道用波函数ψ(这个我不懂,好像是表示状态的)表示。这种方法假定分子轨道也想原子轨道一样,有不同能寄,每一轨道也只能容纳2个自旋方向相反的电子(泡李不相容原理)电子也是从能量最低的轨道开始排布。所以分子轨道和原子轨道数目是相等的。两个原子轨道形成两个分子轨道,一个是两个原子轨道波函数相加(ψ1+ψ2),一个是相减。相加的叫成键轨道,相减的叫反键轨道。成键轨道使体系能量增加,反键轨道则相反。
(这个我不懂,好像是表示状态的)表示。这种方法假定分子轨道也想原子轨道一样,有不同能寄,每一轨道也只能容纳2个自旋方向相反的电子(泡李不相容原理)电子也是从能量最低的轨道开始排布。所以分子轨道和原子轨道数目是相等的。两个原子轨道形成两个分子轨道,一个是两个原子轨道波函数相加(ψ1+ψ2),一个是相减。相加的叫成键轨道,相减的叫反键轨道。成键轨道使体系能量增加,反键轨道则相反。
因此,分子轨道理论认为,电子从原子轨道进入成键的分子轨道,形成化学键,使体系能量降低
,形成了稳定的分子。能量降低越多,越稳定。
原子轨道要组成分子轨道,有以下三个条件:
1.对称性相同原则。原子轨道在不同的区域波函数有不同的符号,符号相同的重叠,才能有效成键。
2.能量相近原则。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。这是因为在能量相差很大的原子轨道中,ψ1+ψ2近似于ψ1(假设1能量高)。能量降低很少,不能有效成键。
3.电子云最大重叠原则。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。
以上就是分子轨道理论最核心的内容。
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呼,打了半天,累死我了。楼主大酌情给分啊。不过也是个复习就是了(*^__^*)

原子轨道和分子轨道理论区别~

原子轨道(Atomic orbital)是单电子薛定谔方程的合理解ψ(x,y,z)。若用球坐标来描述这组解,即ψ(r,θ,φ)=R(r)·Y(θ,φ),这里R(r)是与径向分布有关的函数,称为径向分布函数,用图形描述就是原子轨道的径向分布函数;Y(θ,φ)是与角度分布有关的函数,用图形描述就是角度分布函数。
分子轨道理论(MO理论)是处理双原子分子及多原子分子结构的一种有效的近似方法,是化学键理论的重要内容。它与价键理论不同,后者着重于用原子轨道的重组杂化成键来理解化学,而前者则注重于分子轨道的认知,即认为分子中的电子围绕整个分子运动。1932年,美国化学家 Mulliken RS和德国化学家Hund F 提出了一种新的共价键理论——分子轨道理论(molecular orbital theory),即MO法。该理论注意了分子的整体性,因此较好地说明了多原子分子的结构。目前,该理论在现代共价键理论中占有很重要的地位。
分子轨道理论是原子轨道理论对分子的自然推广。其基本观点是:物理上存在单个电子的自身行为,只受分子中的原子核和其他电子平均场的作用,以及泡利不相容原理的制约;数学上则企图将难解的多电子运动方程简化为单电子方程处理。因此,分子轨道理论是一种以单电子近似为基础的化学键理论。描写单电子行为的波函数称轨道(或轨函),所对应的单电子能量称能级。对于任何分子,如果求得了它的系列分子轨道和能级,就可以像讨论原子结构那样讨论分子结构,并联系到分子性质的系统解释。有时,即便根据用粗糙的计算方案所得到的部分近似分子轨道和能级,也能分析出很有用处的定性结果。

π *2 py和π *2 pz这两条反键轨道,每条反键轨道上有1个单电子,因此O2分子呈顺磁性

分子轨道理论
答:分子轨道理论,也称MO理论,是一种化学键理论,是处理双原子分子及多原子分子结构的一种有效的近似方法,是化学键理论的重要内容。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;2、分子轨道可以由分子中原子轨道波函数的线...

分子轨道理论
答:分子轨道理论:揭示化学世界的多面性与深度 价键理论虽然在描述化学键的形成上有着显著贡献,但它忽略了分子激发态、颜色、顺磁性以及等离子体现象。这时,分子轨道理论如曙光般照耀,弥补了这一空白。分子轨道与原子轨道并非孤立存在,而是将整个分子的电子行为纳入考虑。以氢分子为例,1s轨道的叠加产生了成...

什么是分子轨道理论
答:分子轨道理论(MO理论)是处理双原子分子及多原子分子结构的一种有效的近似方法,是化学键理论的重要内容。它与价键理论不同,后者着重于用原子轨道的重组杂化成键来理解化学,而前者则注重于分子轨道的认知,即认为分子中的电子围绕整个分子运动。1932年,美国化学家 Robert S. Mulliken和德国化学家Friedri...

分子轨道理论要点
答:分子轨道理论要点:1、把组成分子的所有原子做为一个整体来考虑,认为分子中电子围绕整个分子在多核体系内运动,成键电子是非定域即离域的。描述分子中单个电子运动状态的波函数ψ称为分子轨道;2、分子轨道可由原子轨道线性组合而成;例如:两个原子轨道组成两个分子轨道,其中一个分子轨道是由两原子轨道...

分子轨道理论
答: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...

分子轨道理论的原理是什么?
答:分子轨道的原理是维持离子的稳定性。He: 氦原子外层最多容纳两个电子。其外层电子数为两个,不能容纳更多电子,已经达到稳定结构。所以不存在He2。:Be : 铍原子周围有四个电子,最内层占两个,外层占两个。其外层失去两个电子可以达到电子稳定状态,两个铍原子的外层电子数之和不等于8,所以也不...

分子轨道理论的基本原理是什么
答:分子轨道的原理是维持离子的稳定性。它们的键级 = 1/2 (成键电子-反键电子) = 0,所以不能存在。把分子作为一个整体,电子在整个分子中运动。原子中每个电子的运动状态可用波函数(ψ)来描述那样,分子中每个电子的运动状态也可用相应的波函数来描述。分子轨道由原子轨道组合而成,n个原子轨道组合成n...

原子轨道理论是怎样的?
答:原子轨道理论是描述电子在原子中运动状态的概念。这一理论基于量子力学原理,将电子在原子核周围的运动视为量子化的,即电子只能占据特定的能级。这些特定的能级对应的电子运动状态就被称为原子轨道。原子轨道是以数学函数,即波函数来描述原子中电子的似波行为。波函数可以用来计算在原子核外的特定空间中,...

试比较分子轨道理论与价键理论
答:【答案】:(1)价键理论将键的形成解释为原子轨道的重叠,重叠越大,形成的键越强。分子轨道也以原子轨道作为考虑问题的出发点,也可以不考虑内层电子,所不同的是在原子轨道组合而成的分子轨道中,原子轨道失去了自己的个性。分子轨道理论把分子看做一个整体,参与成键的电子不再从属于某一个原子而是...