南京大学结构化学双语课件CH6LEC2
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南京大学《量子化学》双语教学课件 (11)
![南京大学《量子化学》双语教学课件 (11)](https://img.taocdn.com/s3/m/f3727cb97cd184254a353519.png)
Noninteracting particles Schrödinger equation & wave function & energy
Two-particle system
Relative motion & reduced mass Hamiltonian & wave function & energy
Spin Angular Momentum
Operators & commutation relations Eigenfunctions and eigenvalues of S2 and Sz Degeneracy of eigenvalues Ladder operators for electron spin
Operator
Matrix representation of operator Commutator Hermitian operator
Vector
Basis vectors Ket/Bra vectors Scalar (dot) product Orthonormality of basis Change of basis
5
Chapter 5 Many-electron wave functions and operators
Write out the Schrödinger equation (atomic units) of an arbitrary molecule
Born-Oppenheimer approximation
Quantum-mechanical operator
Cartesian coordinate Momentum Kinetic/potential energy
Two-particle system
Relative motion & reduced mass Hamiltonian & wave function & energy
Spin Angular Momentum
Operators & commutation relations Eigenfunctions and eigenvalues of S2 and Sz Degeneracy of eigenvalues Ladder operators for electron spin
Operator
Matrix representation of operator Commutator Hermitian operator
Vector
Basis vectors Ket/Bra vectors Scalar (dot) product Orthonormality of basis Change of basis
5
Chapter 5 Many-electron wave functions and operators
Write out the Schrödinger equation (atomic units) of an arbitrary molecule
Born-Oppenheimer approximation
Quantum-mechanical operator
Cartesian coordinate Momentum Kinetic/potential energy
《结构化学》PPT课件
![《结构化学》PPT课件](https://img.taocdn.com/s3/m/8495140d50e2524de4187e66.png)
(2)反键轨道具有和成键轨道相似的性质,每一轨道也可 按Pauli不相容原理、 能量最低原理和Hund规则安排电子, 只不过能级较相应的成键轨道高,轨道的分布形状不同。
(3)在形成化学键的过程中,反键轨道并不都是处于排斥 的状态,有时反键轨道和其他轨道相互重叠,也可以形成 化学键,降低体系的能量,促进分子稳定地形成。利用分 子轨道理论能成功地解释和预见许多化学键的问题,反键 轨道的参与作用常常是其中的关键所在,在后面讨论分子 的化学键性质时,将会经常遇到反键轨道的作用问题。
方程
i i
ii
分子体系总能量 E = ∑Ei
2.分子轨道是由分子中原子的原子轨道线性组合(li near combination of atomic orbitals, LCAO)而成。
由n个原子轨道组合可得到n个分子轨道,线性组合 系数可用变分法或其它方法确定。由原子轨道形成 的分子轨道,能级低于原子轨道的称为成键轨道, 能级高于原子轨道的称为反键轨道,能级等于或接 近原子轨道的一般为非键轨道。 3.两个原子轨道要有效地组合成分子轨道,必须满 足对称性匹配,能级相近和轨道最大重叠三个条件。 其中对称性匹配是先决条件,其它影响成键的效率。 4.分子中电子按 Pauli不相容原理、 能量最低原 理和Hund规则排布在MO上
三键 三键
CO、NO的电子组态分别如下: CO [( 1σ)2 ( 2σ)2 ( 3σ)2 (4σ)2 (1π)4 (5σ)2 ] NO [( 1σ)2 ( 2σ)2 ( 3σ)2 (4σ)2 (1π)4 (5σ)2 (2π)1 ]
CO :
CO与N2是等电子体,
一样也是三重键:一个σ键, 二个π键,但是与N2分子不 同的是有一个π键为配键, 这对电子来自氧原子。(如 右图所示)CO作为一种配 体,能与一些有空轨道的 金属原子或离子形成配合 物。例如同ⅥB,ⅦB和Ⅷ 族的过渡金属形成羰基配 合物:Fe(CO)5、Ni(CO)4 和Cr(CO)6等。
(3)在形成化学键的过程中,反键轨道并不都是处于排斥 的状态,有时反键轨道和其他轨道相互重叠,也可以形成 化学键,降低体系的能量,促进分子稳定地形成。利用分 子轨道理论能成功地解释和预见许多化学键的问题,反键 轨道的参与作用常常是其中的关键所在,在后面讨论分子 的化学键性质时,将会经常遇到反键轨道的作用问题。
方程
i i
ii
分子体系总能量 E = ∑Ei
2.分子轨道是由分子中原子的原子轨道线性组合(li near combination of atomic orbitals, LCAO)而成。
由n个原子轨道组合可得到n个分子轨道,线性组合 系数可用变分法或其它方法确定。由原子轨道形成 的分子轨道,能级低于原子轨道的称为成键轨道, 能级高于原子轨道的称为反键轨道,能级等于或接 近原子轨道的一般为非键轨道。 3.两个原子轨道要有效地组合成分子轨道,必须满 足对称性匹配,能级相近和轨道最大重叠三个条件。 其中对称性匹配是先决条件,其它影响成键的效率。 4.分子中电子按 Pauli不相容原理、 能量最低原 理和Hund规则排布在MO上
三键 三键
CO、NO的电子组态分别如下: CO [( 1σ)2 ( 2σ)2 ( 3σ)2 (4σ)2 (1π)4 (5σ)2 ] NO [( 1σ)2 ( 2σ)2 ( 3σ)2 (4σ)2 (1π)4 (5σ)2 (2π)1 ]
CO :
CO与N2是等电子体,
一样也是三重键:一个σ键, 二个π键,但是与N2分子不 同的是有一个π键为配键, 这对电子来自氧原子。(如 右图所示)CO作为一种配 体,能与一些有空轨道的 金属原子或离子形成配合 物。例如同ⅥB,ⅦB和Ⅷ 族的过渡金属形成羰基配 合物:Fe(CO)5、Ni(CO)4 和Cr(CO)6等。
结构化学课件2第二章原子的结构和性质
![结构化学课件2第二章原子的结构和性质](https://img.taocdn.com/s3/m/bc1927e8294ac850ad02de80d4d8d15abf230076.png)
r2 sin2 2
ze2 E
4 r 0
其中 (r, ,)
(dv dx dy dz d r2 sin dr d d)
2.1.2 变数分离法
令: (r, ,) R(r) ( ) ();且Y ( ,) ( ).()
将该式代入薛定谔方程的球坐标形式中,于是有
1 (r 2 R(r)) 2zre2 8 2 r 2 E
]
1 2
e
2
l
L2l 1 nl
(
)
其中
L 2Zr , 2l1 n0 nl
d 2l1
d 2l1
e
d n1
d nl
e
nl
表 1- 5.3 Rn,l r
轨道 1s 2s 2p 3s 3p 3d
R n,l r
3 2
R1,0 r
2
Z 0
eZr 0
3 2
R 2,0 r
1 22
Z 0
10
3 pz
1 1(cos型) 3 px
1 1(sin型) 3 py
1 9
1 9
1
9
1 9
N3 27
Zr 18( )
0
Zr (
0
)2
e Zr
3 0
N3
6 (6
Z
r
0
)
(Z
r
0
)
e
Zr
3 0
c os
N3
6 (6 Zr )( Zr )eZr 30 sin c os 0 0
N3
6 (6 Zr )( Zr )eZr 30 sin sin 0 0
3 20
3d3z 2 r 2
1 9
结构化学 第7章:晶体结构与性质2 英文课件
![结构化学 第7章:晶体结构与性质2 英文课件](https://img.taocdn.com/s3/m/9c3fe00a15791711cc7931b765ce050876327518.png)
Point groups
Point groups are a way of classifying molecules in terms of their internal symmetry. Molecules can have many symmetry operations that result into indistinguishable configurations. Different collections of symmetry operations are organized into groups. These 11 groups were developed by Schoenflies.
2. vertical (v) if it contains the principal axis. Examples: ammonia, with the plane going through one H atom. Ammonia has three v axes.
3. dihedral (d) if it bisects angles formed by C2 axes. Example: staggered ethane. The principal axis is a C3 axis going through the
Linear molecules have a C containing the molecular axis. The principal axis is the axis of rotation of highest order.
6
Reflection and symmetry plane
Reflection in the xz plane transforms x,y,z into x,-y,z.
结构化学课件第五章
![结构化学课件第五章](https://img.taocdn.com/s3/m/0a4f6ebf05a1b0717fd5360cba1aa81144318fb4.png)
结构化学课件第五章
物质的分类
1 元素
由相同种类的原子构成, 无法通过化学方法分解。
2 化合物
由不同种类的元素按一定 比例组成,可以通过化学 反应进行分解。
3 混合物
由两种或更多种元素、化 合物或两者混合而成,可 以通过物理手段分离。
原子和分子的组成
一个元素中的原子具有相同的核外结构和相同的原子序数,分子由不同种类的原子组成。
还原
物质获得电子,减少氧的含 量。
应用
氧化还原反应在生物化学、 环境科学、电化学等领域具 有广核运动的电子构成。
分子
由两个或多个原子通过化学键连接而成的粒子。
化学式和结构式
化学式
用化学符号表示化合物的组成,包括元素符号和原 子数。
结构式
用线条和化学符号表示分子的结构,显示原子之间 的连接和键的类型。
化学反应的基本概念
1 反应物
参与反应并发生变化的物质。
2 生成物
在反应中生成的新物质。
3 化学方程式
用化学符号和化学式表示化学反应的过程和物质变化。
反应方程式的平衡
1
化学平衡
反应物和生成物的浓度或物质的数目保持不变。
2
平衡常数
反应物浓度与生成物浓度的比值,在特定条件下保持恒定。
3
平衡调整
改变反应条件可以影响反应的平衡,如温度、压力、催化剂。
氧化还原反应的原理和应用
氧化
物质失去电子,增加氧的含 量。
物质的分类
1 元素
由相同种类的原子构成, 无法通过化学方法分解。
2 化合物
由不同种类的元素按一定 比例组成,可以通过化学 反应进行分解。
3 混合物
由两种或更多种元素、化 合物或两者混合而成,可 以通过物理手段分离。
原子和分子的组成
一个元素中的原子具有相同的核外结构和相同的原子序数,分子由不同种类的原子组成。
还原
物质获得电子,减少氧的含 量。
应用
氧化还原反应在生物化学、 环境科学、电化学等领域具 有广核运动的电子构成。
分子
由两个或多个原子通过化学键连接而成的粒子。
化学式和结构式
化学式
用化学符号表示化合物的组成,包括元素符号和原 子数。
结构式
用线条和化学符号表示分子的结构,显示原子之间 的连接和键的类型。
化学反应的基本概念
1 反应物
参与反应并发生变化的物质。
2 生成物
在反应中生成的新物质。
3 化学方程式
用化学符号和化学式表示化学反应的过程和物质变化。
反应方程式的平衡
1
化学平衡
反应物和生成物的浓度或物质的数目保持不变。
2
平衡常数
反应物浓度与生成物浓度的比值,在特定条件下保持恒定。
3
平衡调整
改变反应条件可以影响反应的平衡,如温度、压力、催化剂。
氧化还原反应的原理和应用
氧化
物质失去电子,增加氧的含 量。
南京大学《量子化学》双语教学课件 (1)
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Dˆ f (x)
f '(x) ,
Dˆ
d dx
LineaOrˆo(pxearatoyrsb:) xOˆ a yOˆ b (x and y are any numbers)
Oˆ ei
3 e jOji
j 1
O ji
ej
• Oˆ ei
(the component of the vector
Oˆ ei
frequencies and intensities in spectra.
To predict properties of transition states and intermediates in chemical reactions and to investigate the mechanisms of chemical reactions.
alonegj
)
Oˆ (e1
e2
e3 ) (e1
e2
O11 e3 ) O21
O12 O22
O13 O23
O31 O32 O33
9
O11 O12 O13 O O21 O22 O23
O31 O32 O33
O
e i
.
is the matrix representation of the operatoOˆr
O a ij j
j 1
In another form,
b 1
O 11
O 12
O 13
a 1
b 2
O 21
O 22
O 23
a 2
b 3
O 31
O 32
O 33
a 3
b 1
a 1
经典课件:南京大学结构化学双语
![经典课件:南京大学结构化学双语](https://img.taocdn.com/s3/m/84d7ffc4bed5b9f3f80f1c94.png)
.
1
7.1 Atoms and Orbitals in Electrostatic Field
Topics:
• Square Ligand Field • Octahedral Field
.
2Hale Waihona Puke Square Ligand Field p orbitals
px ,py
E0
pz
.
3
Square Ligand Field
0 eim
0 ei(l1) eil eil
.
13
( C ( ) e i ) l e i ( l 1 ) e i m e i ( l 1 ) e il
e i 2 (C ()) e i 2 (C ()) e i l 1 2 e i l 1 2
() ( )
.
12
R ˆ () () R ˆ () eim ()
eil eil ei(l1) 0
Rˆ(z) eim 0
ei(l1) 0 eil 0
0 ei(l1)
0 0 0
0 0 eim 0 0
0 0 0 ei(l1) 0
0 eil 0 ei(l1)
Strong Field:
Field-Orbital interaction is much stronger
than electron-electron interactions. Therefore,
electron-electron interactions are considered
as a perturbation.
d orbitals
d x2 y2 d xy
d xz , d yz
E0
结构化学课件.ppt
![结构化学课件.ppt](https://img.taocdn.com/s3/m/5ba3971baaea998fcc220ebd.png)
发展简史:
“物质结构”这门学科是在十九世纪末叶逐步发 展起来的。当时由于生产力的不断提高,实验技术 有了很大的发展。有一些物理学家观察到许多现象, 用当时已经非常成熟、理论体系已经非常完整的经 典物理学理论无法加以说明,甚或与其推论完全相 反。最主要的发现有:电子的发现、元素的天然放 射现象的发现、黑体辐射现象的规律的发现等。这 就迫使人们对经典物理学的体系提出革命性的见解, 并逐步发展新的理论体系。
量子力学基础知识、原子的结构和性质、分子 的结构和性质、化学键理论、晶体化学、研究结构 的实验方法等。
结构化学是在原子、分子水平上研究物质分子构 型与组成的相互关系,以及结构和各种运动的相互影 响的化学分支学科。它是阐述物质的微观结构与其宏 观性能的相互关系的基础学科。
结构化学是一门直接应用多种近代实验手段测定 分子静态、动态结构和静态、动态性能的实验科学。 它要从各种已知化学物质的分子构型和运动特征中, 归纳出物质结构的规律性;还要从理论上说明为什么 原子会结合成为分子,为什么原子按一定的量的关系 结合成为数目众多的、形形色色的分子,以及在分子 中原子相互结合的各种作用力方式,和分子中原子相 对位置的立体化学特征;结构化学还要说明某种元素 的原子或某种基团在不同的微观化学环境中的价态、 电子组态、配位特点等结构特征。
当对很多个别具体对象进行测量后,再总结成 规律。当然这些测试方法的原理,也是以量子理论 为基础的。其中有一种称做原子参数图示方法或键 参数函数方法,可以总结出对冶金、化工等科学技 术上有实际意义的规律。这些规律对于发展化学健 理论也有其价值。
两条途径中,前者主要是量子化学的主要内容, 后者主要是物理测试方法等的内容。当然这两部分 内容彼此间还是有密切联系的。前者的基本理论都 是来源于实践,在由实践总结成基本理论时,归纳 法也起了很重要的作用。后者又依靠前者作为理论 基础,在由基本理论指导新实验技术的建立和发展 时,演绎法也有重要的作用。
结构化学课件..PPT共90页
![结构化学课件..PPT共90页](https://img.taocdn.com/s3/m/27718eefc281e53a5902ff16.png)
5、当爱不能完美,我宁愿选择无悔,不管来生多么美丽,我不愿失 去今生对你的记忆,我不求天长地久的美景,我只要生生世世的轮 回里有你。
谢谢
1、不要轻言放弃,否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人,常是愿意 去做,并愿意去冒险的人。“稳妥”之船,从未能从岸边走远。-戴尔.卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡,喝起来是苦涩的,回味起来却有 久久不会退去的余香。
结构化。
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人,越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智,自知者明。胜人者有力,自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
谢谢
1、不要轻言放弃,否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人,常是愿意 去做,并愿意去冒险的人。“稳妥”之船,从未能从岸边走远。-戴尔.卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡,喝起来是苦涩的,回味起来却有 久久不会退去的余香。
结构化。
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人,越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智,自知者明。胜人者有力,自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
南京大学结构化学双语课件CH3LEC2
![南京大学结构化学双语课件CH3LEC2](https://img.taocdn.com/s3/m/030589f4f90f76c661371ad2.png)
Shoulder-to-head overlap, Sij = 0
p p Shoulder-to-head overlap, Sij = 0 d p
Coulomb Integral
ai
H ii 1 2 ˆ d i H i i 2
* * *
l 1
E ci 0
i = 1, 2, …, N
E
ˆ H d
*
d
*
c 1 1
c 2 2 c N
N
N
*
ˆ H c 1 1 c 2 2 c N
*
N
d
c 1 1
c 2 2 c N
For nonzero solutions, it must satisfy
H ir ES ir 0
Secular Equation
Steps of the Linear Variation Method
1. Calculating the matrix elements Hij and Sij 2. Solve the secular equation to find n eigenvalues E1, E2, …, En (Energy Levels) 3. Substitute E in the linear equation set with each Ei , solve it to get {c1i, c2i, …, cni,}, Molecular Orbital
c H
i i 1
n
ir
ESir 0,
(r 1, 2, , n)
南京大学结构化学双语课件CH6LEC3
![南京大学结构化学双语课件CH6LEC3](https://img.taocdn.com/s3/m/49ee6720a5e9856a561260dd.png)
S 0
S 1
1
S
R 0
1 3
R 1
R 3
R 5
1 2
a 0
-a
3
a 0
5
R
4
Frontier Orbitals
Rough evaluation of molecular energies for even alternant
E ER ES 2b
r~s
c0 r c0 s 1 3 1 1 3 )
Molecule benzene naphthalene azulene biphenylene pentalene haptalene
HOMO LUMO 1 -1 0.618 -0.618 0.477 0.445 0.471 0 -0.400 -0.445 0 -0.311
Gap (D/b) REPE 2 0.065 1.22 0.055 0.88 0.89 0.47 0.31 0.023 0.027 -0.022 -0.004
6.5 Chemical Reactions
Topics
1. Frontier orbitals (前线轨道) 2. Odd alternants (基交替烃) 3. Electrophilic aromatic substitution 4. Pericyclic reactions (周环反应)
1. Frontier Orbitals
Examples of Frontier Orbital
Frontier Orbitals
LUMO
HOMO LUMO HOMO
Benzene
Butadiene
南京大学结构化学双语课件CH5LEC1(精选)PPT38页
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南京大学结构化学双语课件CH5LEC1 (精选)
16、人民应该为法律而战斗,就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ,并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ,而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令,就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律,其真实含 义是财 富。— —爱献 生
25、学习是劳动,是充满思想的要知道对好事的称颂过于夸大,也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤,荒于嬉;行成于思,毁于随。——韩愈
23、一切节省,归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰,决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
16、人民应该为法律而战斗,就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ,并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ,而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令,就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律,其真实含 义是财 富。— —爱献 生
25、学习是劳动,是充满思想的要知道对好事的称颂过于夸大,也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤,荒于嬉;行成于思,毁于随。——韩愈
23、一切节省,归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰,决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
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0 c j cl c m c n 0
交替烃的非键轨道举例
a 0
-a 0
a
a 0
-2a 0 -a
a 0
-a 0 0 a -a 0 0 a 0 -a
a 0
0
6.3 Charge Densities and Bond Orders
•Charge Densities
•Bond Orders
参与共轭的原子可以被交替染色的共轭碳氢分子
*
*
* * *
*
*பைடு நூலகம்
*
*
*
*
*
*
? ?
Properties of alternant Hydrocarbons
Theorem For alternant hydrocarbons, the p energy levels +x and –x occurs in pairs (x). For the paired MOs, the atomic orbital coefficients for labeled atoms (*) are the same, while for unlabeled atoms, the only differences are that they are opposite in sign.
6.3 Charge Densities and Bond Orders
Free Valence nmax is calculated from the model compound (CH2)3C *
三亚甲基甲烷
(Trimethylenemethane, TMM)
n*=1.732
nmax=1.732
x2=0.618 x1=1.618
2 0 .6 0 2 1 0 .3 7 2 2 0 .3 7 2 3 0 .6 0 2 4
1 0.372 1 0.602 2 0.602 3 0.372 4
Charge Densities Energy level 1, x1=1.618, is occupied by two electrons, more probably appear on atom two and three.
xc i c r c s c t
( r,s,t stand for three unlabeled atoms connected to atom i, but it could be less than three ) For each unlabeled atom j,
xc j c l c m c n
xc i c k c l
Here, the kth and lth atom are connected to ith atom.
xc i c k c l
x
ck ci
cl ci
11 2
更复杂的体系
The is one eigenstate corresponding to x = 2, 1
Therefore, bond 1-2 is much stronger than bond 3-4, butadiene is often denoted as,
Bond Order vs. Bond Length
共轭CC键键长反比于其p键级
3. Free Valence
描述共轭分子中,不同原子的反应活性差异
(x) ( x)
i la b led
c i i c i i
j u n la b led
c j
j
i la b led
j u n la b led
c j
j
Proof For some alternant hydrocarbon molecule, suppose there exists one energy level x. For each labeled atom i,
c
r
r
1
Number of electrons Occupying orbital
2. Bond Orders
Bond Orders For connected atoms, the p-bond orders are defined as
p rs
n c
1
4. Molecular Graph
0.89 0.45
0.84
0.39 0.45 0.10 0.40
0.52
0.80
6.4 Aromaticity
• Aromaticity, Anti-aromaticity, 4n+2 rule
• Resonance Energy (共振能)
• The Eight-parameter Scheme
•Free Valences 自由价
•Molecular Graph 分子图
1. Charge Densities
Butadiene x4=-1.618 x3=-0.618
4 0 .3 7 2 1 0 .6 0 2 2 0 .6 0 2 3 0 .3 7 2 4
3 0 .6 0 2 1 0 .3 7 2 2 0 .3 7 2 3 0 .6 0 2 4
N ( 1 2 ... N )
x 3
The is one eigenstate corresponding to x = 3, 1
60 ( 1 2 ... 6 0 )
Alternant Hydrocarbons(交替烃)
Definition
For butadiene, F1 = F4 = 1.73-0.89 =0.84 F2 = F3 = 1.73-0.89-0.45 =0.39 1,4-addition is preferred to 1,2- or 2,3-additions
Naphthalene
a
b
Anthracene
g Fa>Fb a b Fg> Fa>Fb
Theorem
The p energy levels of the conjugated hydrocarbons
are bounded, satisfying
|x|3
|x| < 2
|x| 2
|x| < 3
|x| 3
PROOF:
One atom connects with no more than two other atoms
Unlabeled
Which means, wavefunction with {{ci}, {-cj}} as AO coefficients are also eigenstate, the corresponding eigenvalue(energy level) is –x.
交替烃的非键轨道
1 0.372 1 0.602 2 0.602 3 0.372 4
Probability of finding 1 electron (from MO 1) on atom 1 is calculated by
2 c1 ( 1 ) 2 0 .3 7 2 0 .2 7 7
H 2C
C H
C H
CH2
Equal Charge Density, Unequal Reactivity
Free Valence Definition
Fr=nmax-nr
nr : 原子 r与相邻原子间的共轭键p键级之和。
nmax : 碳原子所能取的最大 nr值。代表共轭分子中参 与共轭的碳原子的最大成键能力。 Fr : 自由价,代表第r个原子的剩余成键能力,即反应 活性。
c ( ) 2 c ( ) 2 2 (0 .3 7 2 2 0 .6 0 2 2 ) 1 .0 2 1 2 1 1
This could also be regarded as the p electron charge density of atom 1.
Secular Equation of Hexatriene
x 1 0 0 0 0 1 x 1 0 0 0 0 1 x 1 0 0 0 0 1 x 1 0 0 0 0 1 x 1 0 0 0 0 1 x c1 c 2 c3 0 c4 c 5 c6
6.2 More about Energy Levels and Molecular Orbitals
•The BOUND and SUM of energy levels (能级的 “和” 与 “界”)
•Alternant Hydrocarbons
(交替烃)
Bound of the Energy Levels
o cc
r
c s
This parameter reflects the strength of the corresponding p-bond, therefore can be correlated to the bond lengths
Bond Orders Butadiene
2 0 .6 0 2 1 0 .3 7 2 2 0 .3 7 2 3 0 .6 0 2 4
For A.H.s with odd-number of atoms, the AOs from the unlabeled atoms do not have contributions to the non-bonding MO.