原子雜化軌道理論P(yáng)PT課件

1、原子雜化軌道理論、2、1、共價(jià)鍵的形成條件？ 2、共價(jià)鍵的鍵合特征是什么？共價(jià)鍵的鍵合過(guò)程中，一個(gè)原子上有幾個(gè)未鍵合的電子，通常只能與一些自旋相反的電子共價(jià)鍵，因此共價(jià)鍵分子中，每一個(gè)原子形成共價(jià)鍵的數(shù)量是一定的，這就是共價(jià)鍵的“飽和性”。 HF，而不是H2F。 c原子的電子排列式為1s22s22p2，從軌道式來(lái)看，不成對(duì)的電子只有2個(gè)，只能共價(jià)鍵，甲烷CH4分子中形成4個(gè)共價(jià)鍵，鍵角為109.50，如何解釋?zhuān)瑸榱私鉀Q這一矛盾，輪詢提出了混合軌道理論3、原子在形成分子時(shí)，為了增強(qiáng)結(jié)合能力，有增加分子的穩(wěn)定性，將不同種類(lèi)的原子軌道重新組裝成能量、形狀和方向原來(lái)不同的新原子軌道的傾向，這種重新組合稱為混合原子軌道，稱為混合軌道，1 .混合原子軌道(2)形成的混合軌道的數(shù)量等于參加混合的原子軌道的數(shù)量。 (3)混合軌道的耦合能力大于原原子軌道混合軌道的形狀變成了一個(gè)大的一個(gè)小的一個(gè)，因此大的一個(gè)與其他原子軌道重疊，重疊部分明顯變大。4，2，混合軌道理論，1，SP3混合(以甲烷的分子結(jié)構(gòu)為例)，混合軌道理論在形成甲烷分子時(shí)，c原子上的1個(gè)2s電子被2p空軌道激發(fā)，可以形成4個(gè)單鍵，在這種情況下，4個(gè)共價(jià)鍵的問(wèn)題得到解決，但這4個(gè)軌道、 即認(rèn)為1個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道分別與4個(gè)氫原子結(jié)合形成4個(gè)結(jié)合能是不同的，與事實(shí)不一致。5、-、6、問(wèn)題：在CH4分子的形成過(guò)程中，c原子的軌道為什么會(huì)激發(fā)、雜化？ 激活過(guò)程所需的能量來(lái)自哪里？ s軌道、p軌道、Sp混合軌道、CH4分子空間結(jié)構(gòu)、-、7、sp2混合：三個(gè)角度為120的平面三角形混合軌道。 2.sp2雜化，將同一原子的一個(gè)ns軌道和兩個(gè)np軌道雜化為sp2雜化軌道。 采用、BF3分子形成、激發(fā)、120、混合軌道理論分析乙烯分子的結(jié)合情況。 sp2混合Csp2混合的c，分子中的2個(gè)平行地形成s-骨架，形成p軌道，形成p鍵，碳的sp2混合軌道，-，9，同一原子中的ns-np混合成為新軌道： 1個(gè)s軌道和1個(gè)p軌道混合成2個(gè)p軌道3.sp混合，角度為180的線性混合軌道，180，-，10，BeCl2分子為，-，11，等效混合和不均勻混合，-，12，基態(tài)o的最外層電子構(gòu)型為2s22p4，由于h的影響，o采用sp3不均勻混合，4個(gè)sp3混合其中兩個(gè)混合軌道各有一個(gè)未配對(duì)電子，另外兩個(gè)混合軌道各被兩組孤立配對(duì)電子所占據(jù)。 將含有一個(gè)非成對(duì)電子的sp3混合軌道與兩個(gè)h的1s軌道重疊，形成兩個(gè)鍵。 o的兩組孤立對(duì)電子對(duì)兩個(gè)耦合的耦合電子有更大的排斥作用，由于耦合間的耦合角被壓縮，H2O的空間構(gòu)型呈方形。-，13，類(lèi)思考題：估計(jì)和解釋NH3的結(jié)構(gòu)？14、孤立電子對(duì)數(shù)： 012角度： 109.5107.3104.5空間結(jié)構(gòu)：正四面體三角錐v形，結(jié)論： CH4、NH3和H2O分子，中心原子取sp3雜化，隨著孤立電子對(duì)數(shù)的增加角度減小.15、混合軌道類(lèi)型與空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系、-、16、說(shuō)明到此結(jié)束！ 謝謝你！17、萊斯卡輪詢和輪詢(1901.2.281994.8.19 )是著名的量子化學(xué)家，他在化學(xué)多方面作出了巨大貢獻(xiàn)。 曾兩次獲得諾貝爾獎(jiǎng)(1954年化學(xué)獎(jiǎng)，1962年和平獎(jiǎng))，享有很高的國(guó)際聲譽(yù)。 成才之路1901年2月28日，鮑林出生于美國(guó)俄勒岡州波特蘭市。 小時(shí)候?qū)W習(xí)很聰明，11歲時(shí)認(rèn)識(shí)心理學(xué)教授杰弗雷斯，杰弗雷斯有個(gè)人實(shí)驗(yàn)室。 他對(duì)幼絲帶做過(guò)有趣的化學(xué)示范實(shí)驗(yàn)。 這個(gè)從蝴蝶結(jié)小的時(shí)候就產(chǎn)生了對(duì)化學(xué)的愛(ài)。 這份愛(ài)使他走上了化學(xué)研究的道路。林斯帕林鮑林初中畢業(yè)時(shí)，各科成績(jī)優(yōu)異，尤其是化學(xué)成績(jī)排名全班第一。 他經(jīng)常在實(shí)驗(yàn)室里埋頭于化學(xué)實(shí)驗(yàn)，立志成為化學(xué)家。 1917年，鮑林以優(yōu)異的成績(jī)進(jìn)入俄勒岡州農(nóng)學(xué)部化學(xué)工程系，希望通過(guò)學(xué)習(xí)大學(xué)化學(xué)最終實(shí)現(xiàn)自己的理想。 保羅的家很差，父親只是個(gè)普通的藥劑師，母親病得很多。 家庭經(jīng)濟(jì)收入微薄，居住條件也很差。 經(jīng)濟(jì)困難，輪詢?cè)诖髮W(xué)休學(xué)一年，自己掙學(xué)費(fèi)，復(fù)學(xué)后，他兼任兼職學(xué)習(xí)和生活，分析化學(xué)教師的實(shí)驗(yàn)員，四年級(jí)時(shí)還兼任一年級(jí)實(shí)驗(yàn)課。 18、輪詢?cè)诶щy的條件下拼命學(xué)習(xí)。 他在對(duì)化學(xué)結(jié)合理論感興趣的同時(shí)，還認(rèn)真學(xué)習(xí)了原子物理、數(shù)學(xué)、生物學(xué)等很多學(xué)科。 這些知識(shí)為輪詢以后的研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 1922年，波林以優(yōu)異的成績(jī)大學(xué)畢業(yè)，同時(shí)考上了加利福尼亞理工大學(xué)的研究生。 教師是著名的化學(xué)家諾伊斯。 諾伊斯擅長(zhǎng)物理化學(xué)和分析化學(xué)，知識(shí)非常淵博。 溫柔地邀請(qǐng)學(xué)生，親切，學(xué)生們?cè)u(píng)價(jià)他“鼓勵(lì)學(xué)生熱愛(ài)化學(xué)非常好”。 諾伊斯告訴鮑林，他不僅要學(xué)習(xí)書(shū)本知識(shí)，還要重視獨(dú)立思維，研究化學(xué)方面的物理知識(shí)。 1923年，諾伊斯寫(xiě)了一本名為化學(xué)原理的新書(shū)。 在這本書(shū)正式出版之前，我請(qǐng)求鮑林在假期里把書(shū)的練習(xí)題都做好。 輪詢利用假期時(shí)間，準(zhǔn)確地完成了所有的練習(xí)題。 諾伊斯看了輪詢作業(yè)，非常滿意。 諾伊斯高度評(píng)價(jià)了輪詢，把輪詢介紹給了許多著名的化學(xué)家，他很快進(jìn)入了學(xué)術(shù)界的社會(huì)環(huán)境。 這對(duì)輪詢以后的發(fā)展非常有幫助。 蝴蝶在諾伊斯的指導(dǎo)下，完成的第一個(gè)科學(xué)研究課題是測(cè)定輝鋁礦(mosz )的晶體結(jié)構(gòu)，蝴蝶采用調(diào)線衍射法測(cè)定大量數(shù)據(jù)，最后確定了mosz的結(jié)構(gòu)，這項(xiàng)工作很好地完成了，不僅使他在化學(xué)界暴露于前線，而且增強(qiáng)了進(jìn)行科學(xué)研究的信心。19、波林在加利福尼亞理工大學(xué)被介紹為領(lǐng)導(dǎo)人，接受了狄更生、杜魯門(mén)的精心指導(dǎo)，迪更生精通放射化學(xué)和結(jié)晶化學(xué)，杜魯門(mén)精通物理化學(xué)，這些領(lǐng)導(dǎo)人的精心指導(dǎo)在波林拓展了知識(shí)面，建立了合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)。 1925年，輪詢以優(yōu)異成績(jī)獲得化學(xué)哲學(xué)博士。 他系統(tǒng)地研究了化學(xué)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)三者之間的聯(lián)系，同時(shí)從方法論探討了決定論與隨機(jī)性的關(guān)系。 他認(rèn)為最感興趣的問(wèn)題是物質(zhì)結(jié)構(gòu)，人們深入理解物質(zhì)結(jié)構(gòu)有助于人們對(duì)化學(xué)運(yùn)動(dòng)的全面認(rèn)識(shí)。 保羅獲得博士學(xué)位后，1926年2月去歐洲，在索菲亞研究所工作了一年。 然后在沃爾沃實(shí)驗(yàn)室工作了半年，去了薛定諤機(jī)和德拜實(shí)驗(yàn)室。 這些學(xué)術(shù)研究使輪詢對(duì)量子力學(xué)有了非常深入的理解，使他更加信心用量子力學(xué)方法解決化學(xué)鍵問(wèn)題。 從研究生到歐洲游學(xué)，輪詢與世界一流的專(zhuān)家接觸，直接面對(duì)科學(xué)的前沿問(wèn)題，對(duì)他取得學(xué)術(shù)成果至關(guān)重要。20、化學(xué)貢獻(xiàn)1927年，輪詢結(jié)束兩年歐洲游學(xué)返回美國(guó)，在帕薩迪納擔(dān)任理論化學(xué)助理教授，除量子力學(xué)及其在化學(xué)中的應(yīng)用外，還開(kāi)設(shè)了關(guān)于結(jié)晶化學(xué)和化學(xué)結(jié)合本質(zhì)的學(xué)術(shù)講座。 1930年，保羅再次到歐洲，在布拉格實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)放射技術(shù)，然后在慕尼黑學(xué)習(xí)電子衍射技術(shù)，回國(guó)后被加利福尼亞理工大學(xué)聘請(qǐng)為教授。 輪詢?cè)谔剿骰瘜W(xué)鍵理論時(shí)遇到甲烷正四面體結(jié)構(gòu)的解釋問(wèn)題。 傳統(tǒng)理論認(rèn)為，原子在未鍵合前的外側(cè)有未對(duì)電子，這些未對(duì)電子如果自旋反平行，就可以連接2個(gè)電子對(duì)，在原子間形成共價(jià)鍵。如果一個(gè)電子和另一個(gè)電子成對(duì)，就不能再和第三個(gè)電子成對(duì)。 原子之間的結(jié)合成分的情況下，原子外側(cè)的軌道重疊，重疊越多，所形成的共價(jià)鍵越穩(wěn)定，這樣的理論無(wú)法說(shuō)明甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)。 為了說(shuō)明甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)。 闡述了碳原子四鍵的等價(jià)性，輪詢從1928年到1931年提出了混合軌道理論。 這個(gè)理論的依據(jù)是電子運(yùn)動(dòng)不僅有粒子性，還有波動(dòng)性。 波浪會(huì)重疊起來(lái)。 因此，輪詢認(rèn)為，碳原子和周?chē)?個(gè)氫原子結(jié)合時(shí)，使用的軌道不是原來(lái)的s軌道和p軌道，而是兩者混合重疊的“混合軌道”，該混合軌道的能量和方向的分配是對(duì)稱均衡的。 混合軌道理論很好地解釋了甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)。21、有機(jī)化學(xué)結(jié)構(gòu)理論中，輪詢由于知名的“共振論”共振論直觀易懂，化學(xué)教育容易接受而受到歡迎，在本世紀(jì)40年代以前，該理論產(chǎn)生了重要影響，而在60年代以蘇聯(lián)為首的集權(quán)國(guó)家，化學(xué)家的心理也發(fā)生了扭曲和歪曲， 他們不知道科學(xué)自由是什么，對(duì)共振論進(jìn)行了暴風(fēng)雨般的批判，在輪詢上貼上了“唯心主義”的標(biāo)簽。 輪詢?cè)谘芯苛孔踊瘜W(xué)和其他化學(xué)理論時(shí)，創(chuàng)造性地提出了許多新概念。 例如共有半徑、金屬半徑、電負(fù)性尺度等，這些概念的應(yīng)用對(duì)現(xiàn)代化學(xué)、凝聚態(tài)物理的發(fā)展具有重大意義。 1932年，鮑林預(yù)言惰性氣體可以與其他元素化合生成化合物。 惰性氣體原子的最外層均充滿8個(gè)電子，形成穩(wěn)定的電子層是傳統(tǒng)理論不能與其他原子化合的。 但是，從輪詢的量子化學(xué)觀點(diǎn)來(lái)看，1962年證實(shí)了重惰性氣體原子可能與特別容易接受電子的元素形成化合物的預(yù)言。 鮑林把化學(xué)研究推向生物學(xué)，他實(shí)際上是分子生物學(xué)的創(chuàng)始人之一，他花了很多時(shí)間研究生物大分子，特別是蛋的本質(zhì)分子結(jié)構(gòu)，本世紀(jì)40年代初，他開(kāi)始研究氨基酸和多肽鏈，發(fā)現(xiàn)多肽鏈分子內(nèi)可能形成兩個(gè)螺旋體，一個(gè)是a-螺旋體，一個(gè)是a-螺旋體經(jīng)研究指出，螺旋通過(guò)氫鍵保持其形狀，即長(zhǎng)肽鍵螺旋相互纏繞是氨基酸長(zhǎng)鏈中某個(gè)氫原子形成氫鍵的結(jié)果。 作為蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的重要形式，a線圈體在晶體衍射圖中得到了證實(shí)，這一發(fā)現(xiàn)為蛋白質(zhì)空間像奠定了理論基礎(chǔ)。 這些研究成果是鮑林在1954年獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的項(xiàng)目。 1954年以來(lái)，輪詢開(kāi)始研究腦的結(jié)構(gòu)和功能，為麻醉和精神病提供了分子學(xué)基礎(chǔ)。 他認(rèn)為理解精神科分子學(xué)的基礎(chǔ)，有助于精神科的治療，會(huì)給精神科患者帶來(lái)福音。 鮑林是第一個(gè)提出“分子病”概念的人，研究發(fā)現(xiàn)鐮狀細(xì)胞貧血癥是一種含有由突變基因決定的血紅蛋白分子變態(tài)的分子病。 也就是說(shuō)，在血紅蛋白的多個(gè)氨基酸分子中，如果