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拉格每日一问第二十问之无机化学

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楼主
lagran2 发表于 14-7-27 16:52:00 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 lagran2 于 14-7-27 16:55 编辑

试解释为何氮气和氧气分子轨道排布不同
沙发
jodliu 发表于 15-8-7 22:18:08 | 只看该作者
由于氮的2S轨道能量与2p轨道能量比较相近,在形成分子轨道时候可以看作2s轨道和2pz轨道杂化,从而使得2pz成键能量降低,反键能量升高,氧的s轨道和p轨道能量差较大,不杂化;从氮气和氧气的光电子能谱能很好的证明这一解释。
板凳
 楼主| lagran2 发表于 15-8-8 09:59:21 | 只看该作者
jodliu 发表于 15-8-7 22:18
由于氮的2S轨道能量与2p轨道能量比较相近,在形成分子轨道时候可以看作2s轨道和2pz轨道杂化,从而使得2pz成 ...

两个轨道作用之后反键轨道上升的能量要高于成键轨道下降的能量。等于的情况是忽略重叠积分的粗糙近似,结构化学中应该讲到变分法构造分子轨道,那里有提及。我们需要注意一点,这种LCAO-MO法的核心是根据AO构建MO,然后只考虑作用最大的AO之间的作用(能量相近原则,同时重叠大的AO作用大),在N2里面不行,2s和2p因为能量差别不大而且重叠也不小,同样能够产生作用,这种一个氮原子2s轨道和另一个氮原子2p轨道作用引起能量变化的现象叫做sp混杂,考虑了sp混杂,继续使用量子力学微扰法处理(这种作用小些),得到最后sigma2s能量和sigma2s*能量下降,而sigma2px和sigma2px*能量上升(因为s轨道能量更低了,混入了部分p的性质,当然这样也改变了对称性,结果是sigma2px(HOMO)只有很弱的成键性质(核间电子云密度减小了),我们把它对应为VB中的孤对电子,而sigma2s的成键性质因此增大sigma2s*的反键性质缩小)sp混杂只在第二周期氧前原子出现,氧因为电负性大导致s轨道能级远低于p轨道能级,sp混杂可以忽略(能量相近原则),第三周期以后则是因为更大的能级差和更小的轨道重叠(3s比起3p更靠近原子核,因此当3p充分作用的时候,3s就不能).

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地板
jodliu 发表于 15-8-9 12:20:36 | 只看该作者
MO的2s应该分别与AO的2s成键2s反键,2pz成键2pz反键相连(虚线)
MO的2pz应该分别与AO的2s成键2s反键,2pz成键2pz反键相连(虚线)
这是为了表示有sp混杂

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5#
peintar 发表于 15-12-2 17:28:33 | 只看该作者
来借鉴一下,谢谢分享
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