同核双原子分子的结构同核双原子分子举例

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分子轨道理论与双原子分子的结构

学校工作总结本学期，我校工作在全体师生的大力支持下，按照学校工作计划及行事历工作安排，紧紧围绕提高教育教学质量的工作思路，不断强化学校内部管理，着力推进教师队伍建设，进一步提高学校办学水平，提升学校办学品位，取得了显著的成绩。

现将我校一学期来的工作总结如下：一、德育工作本学期我校德育工作围绕学校工作中心，精心安排了“文明守纪”、“良好习惯养成”、“光辉的旗帜”、“争先创优”等主题教育月活动，从培养学生的行为规范，狠抓养成教育入手，注重务实，探索途径，加强针对性、实效性和全面性，真正把德育工作落到实处。

1.强化学生养成教育，培养学生良好习惯。

本学期，我校德育工作十分注重学生的常规管理，尤其重视对学生的养成教育。

一是利用班队会、红领巾广播站、国旗下演讲对学生进行品德熏陶。

二是以文明监督岗为阵地，继续强化了“文明班集体”的创建评比活动，通过卫生、纪律、两操等各项常规的评比，增强了学生的竞争意识，同时也规范了学生的行为。

三是继续加大值周检查的力度，要求值周领导、教师、学生按时到岗，在校门口检查、督促学生有秩序出入校园，从而使学生的行为规范时时有人抓，处处有人管，形成了良好的局面。

2.抓好班主任队伍建设，营造全员育人氛围。

班主任是学校德育工作最重要的力量，为了抓好班主任队伍建设，提高班主任素质水平，学校在第十二周组织开展了班主任工作讲座，在学期末举行了班主任工作交流，在活动中探索行之有效的工作方法，总结经验，交流心得，使班级管理工作更上新台阶。

3.充分发挥主题班队会的教育功能。

主题班队会,是对学生进行德育教育的一种特殊而卓见成效的方式之一。

为了充分发挥主题班队会的教育意义，第十三周，四（3）中队举行了“祖国美，家乡好”主题队会观摩活动，有效规范了我校主题中队会程序，强化了主题队会对学生的思想教育作用。

二、学校管理工作1.建立健全规章制度。

学期初，学校制定了出明确的目标计划及管理措施，做到了目标明确、工作具体，有效地增强了全体教师参与学校管理的主人翁意识，充分调动了全体教师的工作积极性，保障了教育教学工作的顺利开展。

同核双原子分子轨道能级图

σ1s<σ1s*< σ2s<σ2s* < π2py=π2pz < σ2px < π2py*=π2pz* <σ2px*
继续
σ*2px
2p
px py pz
2s
π*2σpy2pπx *2pz
π2py π2pz σ*2s
2p
px py pz
2s
能级差小
σ2s
1s
σ*1s
1s σ2px> π2p
σ1s 图（b）Li2、Be2、B2、C2、N2分子轨道能级示意图返回
继续
σ*2px
2p
px py pz
2s
ππ*22ppyy ππ2*pz2pz
2p
px py pz
能级
σ2px
差大
σ*2s
2s
σ2s
1s
σ*1s
1s
σ2px< π2p
σ1s 图（a）O2和F2分子轨道能级示意图继续
组成原子的2s和2p轨道的能量相差较小，在
组合成分子轨道时，一个原子的2s轨道除能和另一个原子的2s轨道发生重叠外，还可以与其2p轨道重叠，其结果是使σ2px超过π2py和π2pz。这些原子组成的同核双原子分子的分子轨道能级顺序为： [见图（b）]
把分子中各分子轨道按能量高低的顺序排列起来就可以得到分子轨道能级图。
组成原子的2s和2p轨道的能量相差较大，在
组合成分子轨道时，不会发生2s和2p轨道的相互作用，只是两原子轨道的s-s和p-p轨道的线性组合，因此，这些原子组成的同核双原子分子的分子轨道能级顺序为：[见图（a）]
σ1s<σ1s*< σ2s<σ2s*< σ2px < π2py=π2pz < π2py*=π2pz* <σ2px*

结构化学双原子分子结构

二、分子轨道形成的原则：
MO可由AO线性组合得到：
设双原子分子AB， a , b 为AO
那
caa cbb
应用线性变分方法，则
ccaa
( (
H H
aa ab
E ) cb( ESab )
H ab ESab cb( Hbb E
) )
0 0
令 a H aa , b Hbb , H ab , 且忽略 Sab
)
，（关于 E 的参变数函数）
③ E( c1 ,c2 , ) 对参变数分别进行一次微商
令
E E E E 0
n
c1 c2 c3
cn
c j ( Hij ESij ) 0 , i 1,2,
通过解久期方程组，
j 1
得到 E 的极小值
④ 把 c10 ,c20 ,
E( c10 ,c20 , ) —近似基态的能量
实验测得 De 2.79eV Re 0.106nm
R e E2
R E1
理论值和实验值符合较好，理论方法还是可信的。
E1有能量最低值，表明H和H+倾向于结合——吸引态； E2没有能量最低值，表明H和H+倾向于分离——排斥态。
如忽略 S ab ，那 E1 Haa Hab E2 Haa Hab
ccaa
(a
cb
E ) cb (b E )
0 0
解
a E
0
b E
展开 (a E )(b E ) 2 0
E 2 E(a b ) (ab 2 ) 0
如 a b
解之，得
E1 a [
( b
a
2
)2
2
b
a
2
]

分子轨道理论和双原子分子的结构

• 电子：在轨道上的电子称为电子。 • 键：由于电子的成键作用而形成的共价键，
称为键。
第三章共价键和双原子分子的结构化学
• 轨道和键：
• 轨道：通过键轴有两个节面的分子轨道称为轨道。
• 轨道不能由s或p轨道组成。
+
第三章共价键和双原子分子的结构化学
• 键级：
根据分子轨道的性质，成键分子轨道中的电子使得分子稳定，反键轨道中的电子降低分子的稳定性，因此分子中化学键的强弱可以用成键电子和反键电子的数量来衡量。
• 同核双原子分子轨道能级顺序：
• 决定分子轨道能级的2个主要因素：原子轨道类型、原子轨道的重叠程度（重叠程度越大，能级间隔越大）。
第三章共价键和双原子分子的结构化学
当两个原子沿Z方向成键，通过分子轨道理论
2 pz
2p
2 px 2 py
2p
2px
2py
2 pz
2s
2s
2s
2s
1s11 1s22
• 由简单分子轨道法，并对指数变分，得到 (Coulson, 1937) ：
平衡核间距：Re＝0.732 Å＝73.2 pm
平衡解离能：De＝336.7 kJ/mol=3.49 eV
实验：Re＝0.742 Å＝74.2 pm
De＝458.7 kJ/mol=4.75 eV
第三章共价键和双原子分子的结构化学
• 关于反键轨道：
第三章共价键和双原子分子的结构化学
• 是整个分子轨道中不可缺少的组成部分，几乎占总分子轨道数的一半，它和成键轨道、非键轨道一起按能级高低排列，共同组成分子轨道；
• 和成键轨道具有相似的性质，也可遵循三原则排布电子，只是能级较高，轨道的分布形状不同；

同核双原子分子

同核双原子分子双原子分子是由一个原子核和两个电子构成的。

但是，两个原子核中的电子数目不一定相等。

如氢分子由一个原子核和两个质子构成，而其中的电子数却为三个，即电子层数为三。

但还有一些化合物，它们的两个原子核都是由一个质子和一个中子构成，但它们的电子层数却都为七个。

又如氯分子由一个原子核和三个质子构成，而其中的电子数却为六个，即电子层数为六。

当一个正离子与一个负离子结合时，就会出现多种同核双原子分子。

例如，二氧化硅分子由两个硅原子和一个氧原子构成，但这两个原子核中的电子数目并不相等，其中氧原子有四个电子，硅原子却只有一个电子。

二氧化硅分子由于存在多种同核双原子分子，才使得单晶硅片具有很高的折射率，可以应用于制造光学仪器和电子工业中，还可用于制作防辐射玻璃、 X射线屏幕等。

此外，二氧化硅还能被人们制成大理石和各种装饰品，如普通的文石可做成各种台面。

将精制的文石切磨成很小的薄片，贴到墙上，就变成了精美的壁纸。

把文石晶体掺进玛瑙里，经过加工后，便形成了非常美丽的珠宝——玛瑙珠。

还有，天然放射性铀235的衰变产物三铀氧钒具有“闪闪发光”的奇异色彩，很像黄金，所以又称三铀氧钒为黄金金属，即黄金铀。

一些黄金矿藏、铀矿床或冶炼厂的废水中，常含有大量的黄金铀，工业上可提取黄金，故而常被称为“天然放射性元素”。

此外，其它类似的有关黄金的同核双原子分子还有：铀、钍、镤、铒、铥、镱、镥等。

同样的事例也发生在含有稀有气体元素的化合物中，例如，氙原子的电子层结构为7S2，有3个电子层，所以有3个电子，由于含有稀有气体元素，因此有强烈的放射性，其放射性比镭强15倍。

在放射源中，它是强射线。

稀有气体元素还有氪、氡、氙、氡等，它们都是放射性元素，具有放射性。

虽然由于它们在空气中含量很少，但在人体内累积到一定程度时，仍可引起疾病。

此外，许多稀有气体元素在特定条件下还能够互相转化。

例如，氟有5个价态，即正5价、负5价、正4价、负4价和零价。

第3章双原子分子的结构-资料

(a
b )
E1

H aa H ab 1 Sab
E2

H aa H ab 1 Sab
库仑积分（）
H aa

EH

1 R

a2 d
rb
后项意指处在 a 轨道中的电子，受到核 b的库仑吸引能
一般来说：第二项与第三项数值相近而抵消， ≈ EH ﹤0
交换积分（）
第三章双原子分子结构
1. H2+ 结构 2. 简单分子轨道理论 (MO法) 3. 同核双原子分子 4. 异核双原子分子 5. 价键理论 (VB法) 6. 分子光谱
双原子分子的解离能 (kJ/mol)
H 2 L i2 N a 2 F e 2C l2 H FH C lC lFL iH N a H 4 3 21 0 57 21 3 02 4 05 6 54 3 03 6 42 4 12 1 8
3 同核双原子分子
3.1 分子轨道的构造及能级次序同核双原子分子，可取两原子相同的 AO 进行加或减组合得到的MO用作为基函数的AO来标记
如， 1 s 一定是由两个原子的1s AO ( 1 s ) 组合到的MO
分子轨道的能量，显然同参与组合的AO的能量相关 (1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s )
是稳定分子(闭壳层结构), 又具化学活性( g * 为反键轨道 )
3.3 O2 分子
仅当其对应的系数行列式为0, 方有非零解。
Haa E Hab ESab 0 Hab ESab Haa E
久期行列式
(H aa E)2 (H ab ESab )2 0

双原子分子的结构和性质

例如，R=2a0时，J=0.0275au，K=－0.1127，S=0.5863au
J K 0.0537au, 1 S
J K 0.3388au 1 S
所以 EI＜EH＜ EⅡ。 EI为所求的近似基态能量。
a. 曲线Ⅰ有最低点为束缚态， Ⅰ为成键轨道。曲线Ⅱ为单调下降，EⅡ→0，为不稳定态，排斥态，解离态， Ⅱ为反键轨道。
b. 非相对论近似, me=mo , ve<<c, (ve~108cm/s<3×1010cm/s)
c. 单电子近似有效势场仅与单电子 i 的坐标有关。 Ĥi = －1/2▽i2 －∑ZN/rNi ＋ Vi Ĥ i Ψi = Ei Ψi
EⅠ= Haa+Hab /（1+Sab） =α+β/（1+S）
= （EH + J + EHS + K）/（1+S） = EH +（J+K）/（1+S） EⅡ= Haa－Hab / （1－Sab） =α－β/（1－S）
= (EH + J － EHS －K) / ( 1－S ) = EH + (J－K) / (1－S)
取原子轨道的线性组合做为分子轨道，称为LCAO-MO法。
Liner Combination of Atomic Orbits
③解方程：由变分原理
E *Hˆd *d
E (ca a cb b )Hˆ (ca a cb b )d (ca a cb b )(ca a cb b )d
ca2Haa 2cacb Hab cb2Hbb ca2Saa 2cacbSab cb2Sbb
X Y
E取极值的条件 :
E 0, E 0
ca

第三章双原子分子的结构和性质

2 1 2 2S ab ( a b )
1和 2即是H2+的基态和第一激发态的近似波函数，也称分子轨道。可见两个氢原子轨道a和b线性组合可产生两个分子轨道 1 和 2 ，其中一个是成键轨道 1 ，其能量比氢原子低；另一个是反键轨道 2，其能量比氢原子高。
3. 积分Haa、Hab和Sab的意义 ① 重叠积分 Sab(通常简写为S）
一. H2+（氢分子离子）的结构和共价键的本质
H2+只含有一个电子，是最简单的分子。单电子的H作为讨论多电子原子结构的出发点，同样以单电子的H2+作为讨论多电子双原子结构的出发点。 1. H2+的Schrö dinger方程 H2+是一个包含两个原子核和一个电子的体系。虽然可以精确求解，但在数学处理时相当复杂，所以采用一种近似方法—变分法求解。
其中：Ea为H原子a的能量 1/R为两核的库仑排斥能
r
令：
a2
b
d 为a核轨道上的电子受b 核吸引的库仑能
则： = Ea +J
2 1 1 2 R a J d (1 )e R rb R
由于：a核与b核的排斥近似等于a核上的电子与b核的吸引，所以：J ≈ 0， ≈ EH ③ 交换积分 Hab (简写为)
E
ˆ fd f H f fd

E0
（f 的平均能量Ē必是体系基态能量E0的上限；若体系基态精确波函数0已知，则 E= E0 ）
因此，可以任意选取一变分函数（试探函数），利用上式求出能量的期望值，而且此值总是大于体系基态真实的能量。能量的期望值越低，它就越接近体系基态真实的能量，相应的试探函数也就越接近体系基态的真实波函数。
c. 求系数确定体系的状态利用得到的能量，借助于久期方程和归一化条件求出系数ca和 cb，从而确定体系的状态。

第三节双原子分子讲解

0.25
C
3.24
0.64
N
5.29
1.21
E2s- E2p /-13.6 eV
1.25 2.60 4.08
由于 2s 轨道与 2p 轨道能量相近，有可能一起参与线性组合成新的轨道（原子轨道）。即：
+ -
若是以 2py - 2py （2pz - 2pz），则组合成简并的πg 轨道（反键）
1πu
2pz
2pz
πu(2pz)
☆2s轨道与2p轨道能量相近
根据Slater公式近似估算轨道能量
(Z-σ)2 Ei= - 13.6 n*2 (eV)
原子 B
E2s /-13.6 eV
1.69
E2p /-13.6 eV
Li： Eφ1s ≈ - (3/1)2 ×13.6eV = - ×13.6eV = - 2.25×13.6eV
Be： Eφ1s ≈ - 16×13.6eV
能级相差较大
Eφ2s ≈ - 2×13.6eV 能级相差大可见，在Li2+、Li2、Be2+、Be2 分子中，a原子的 1s轨道与 b 原子的 2s 轨道不满足能量相近原则。或者说，上述分子中原子的 1s 轨道与 2s 轨道不能进行有效的线性组合。
3.B2+、B2、C2+、C2、N2+、N2
与前面讨论所不同的是，在 B、C、N 这些原子中出现了2p轨道。这
样，它们的MO及其轨道能级又将如何呢？
⑴轨道组合的分析
☆因2p轨道是三重简并轨道，在分子中将出现简并π轨道。如果两原子沿 x 方向结合成分子，则有：
+
+
+
-
-
2py

第三章双原子分子-2

m1 = 0,
Λ=
m2 = ±1
i
∑m
=1
1 s1 = s2 = 2
S = 1, 0
光谱项：
3
Π, 1 Π
例2
组态： π1π1
m1 = ±1,
Λ=
m2 = ±1
π+ π− 2π
∑ mi = 2, 0, 0
1 s1 = s2 = 2
1π
S = 1, 0
光谱项：
3
Δ, 1Δ, 3Σ(2), 1Σ(2)
单重态（S=0）: （交换反对称）
η a (1,2) = (1 / 2 )[α (1) β (2) − β (1)α (2)]
（2）考虑空间部分: 交换反对称：
Φ a (1,2) = (1 / 2 )[π + (1)π − (2) − π − (1)π + (2)] = (1 / 2 ) A(r1 , θ1 ) A(r2 , θ 2 )[eiϕ1 e −iϕ 2 − e −iϕ1 eiϕ 2 ]
根据最大重叠原则，价层AO较为弥散，重叠明显，能有效组成分子轨道。
同核双原子分子的MO，最可能的能级序列有两种： O2—F2 键长R较大:
1σ g < 1σ u < 2σ g < 2σ u < 3σ g < 1π u < 1π g < 3σ u
↑
1s 2s 2pz 2px ，2py
↑
2pz
Li2 — N2 键长R较小:
( r ,θ , ϕ ) →
( r , θ ,−ϕ ) ˆ σ V Φ a (1,2) = −Φ a (1,2)
ˆ σ V Φ s (1,2) = +Φ s (1,2)

高中化学竞赛【分子轨道理论及双原子分子结构】

如何满足最大重叠原则呢? 一是核间距要小; 二是原子轨道必须按合适方向接近。
(3)能量相近原则
由于: E1 b h, E2 a h
h 1[ 2
( a b )2 4 2 (a b )]
若(a- b)>>2| |, 则: E1 b , E2 a, 可见这
种情况下, 原子轨道不能有效组成分子轨道。要
2s 结合成的分子轨道g2s与2pz结合成的分子轨
道g2pz对称性一致, 能量相近, 它们可重新组合成
新的分子轨道, u2s和u2pz也是这样。如下图:
3g
3u
g2pz
u2pz
g2s
u2s
2g
2u
这样使得2g的能量比g2s更低, 成为强成键分子轨道; 而3g的能量比g2pz要高, 称为弱成键分子轨道, 也就使得3g高于1u。同样, 2u成为弱反键分子轨道; 而3u成为强反键分子轨道。
的u2s和u2pz也是这样。因此 O2和F2分子的3g 能级比1u低。
因此O2基态组态为: 1g21u22g22u23g21u4 1g2, 键级是2, 自旋多重度是3(三线态), 顺磁性分子。F2基态组态为: 1g21u22g22u23g21u4 1g4, 键级是1, 反磁性分子。
O2和F2分子的电子分布图示:
B2的基态组态: 1g 21u2 2g2 2u2 1u2
C2的基态组态: 1g 21u2 2g2 2u2 1u4
N2的基态组态: 1g 21u2 2g2 2u2 1u4 3g2
1g
(2)O2和F2分子由于O、F原子的2s 轨道和2p轨道能量相差
较大, 2s 结合成的分子轨道g2s与2pz结合成的分子轨道g2pz对称性虽然一致, 但能量相差很大, 它们不能有效地重新组合新的分子轨道, 这些分子

结构化学应用分子轨道理论处理双原子分子结构

应用分子轨道理论处理双原子分子结构1101班阮赛摘要：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,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。

本文就分子轨道理论介绍及应用于双原子分子的一些内容作简单介绍。

关键词：分子轨道理论、、成建轨道、反键轨道、对称性匹配、最大重叠、能量相近, σ键、π键、键级、顺磁性、反磁性等。

背景:从20世纪30年代初，由Hund，Mulliken，Lennard-Jones开创，Slater，Hückel，Pople发展至今。

该方法的分子轨道具有较普通的数学形式，较易程序化。

六十年代以来，随着计算机的发展，该方法得到了很大的发展。

如Pople等研制的Gaussian从头算程序, 已成为当今研究化学键理论的主流方法.一、分子轨道理论（Molecular orbital theory）要点1、分子轨道理论的基本观点是把分子看作一个整体，其中电子不再从属于某一个原子而是在整个分子的势力场范围内运动。

正如在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。

2、分子轨道是由分子中原子的原子轨道线性组合而成，简称LCAO (linear combination of atomic orbitals 的缩写)。

组合形成的分子轨道数目与组合前的原子轨道数目相等。

如两个原子轨道ψa和ψb线性组合后形成两个分子轨道ψ1和ψ2ψ1 = c1ψa +c2ψb ；ψ2= c1ψa -c2ψb这种组合和杂化轨道不同，杂化轨道是同一原子内部能量相近的不同类型的轨道重新组合，而分子轨道却是由不同原子提供的原子轨道的线性组合。

原子轨道用s、p、d、f……表示，分子轨道则用σ、π、δ……表示。

双原子分子结构图文

MP2/6-311++G (3df,2pd) 4.4906 0.7370
MP4(SDQ)/aug-cc-pvtz
4.6810 0.7416
CID/aug-cc-pvqz
4.7277 0.7415
CISD(T)/aug-cc-pv5z
4.7416 0.74127
选取合适的函数可以得到非常精确的结果
16
实验：Re=106pm De=269.5kJ/mol
Re：平衡核间距 De：平衡解离能
反键分子轨道成键分子轨道
14
3.2.4 能量曲线和分子轨道能级
由于只选取了两个氢原子的基态—1s轨道的波函数作为尝试函数，因此得到的分子轨道不能定量地说明H2+的成键，但随着尝试函数的改进(如加入两个氢原子的2s和2p轨道或更多)，可以得到与薛定谔方程精确求解接近乃至一致的结果。
氢分子
解离能(eV) 键长(Å) 方法
1927年海特勒-伦敦
3.14 0.896 价键函数
当时实验值：
4.74 0.74
1968年Kolos与Wolniewicz 4.7467 0.74127 100项变分函数
1970年，G. Herzberg实验 4.7467 0.7412
MP2/6-31G
4.018 0.7375
2. 分子轨道能级
计算：CISD/aug-cc-pvqz Re=105.7 pm De=269.2 kJ/mol
实验：Re=106pm De=269.5kJ/mol
15
变分法
使用变分法可以在不解Schrödinger方程的情况下，解得接近体系基态的能量及波函数。变分法是量子力学中最常用的近似方法之一。

03 双原子分子

3）LCAO-MO
分子轨道（ MO ）可近似用原子轨道（ AO ）的线性组合表示：
ψk cki fi
i
n
Bonding orbital
轨道数量守恒： nAO nMO
Anti-bonding orbital Non-bonding orbital
4）“成键三原则”
原子轨道有效组成分子轨道，必须满足三个条件（通常不确切
使用椭球坐标，H2+ 是一个、且唯一一个可以精确求解的分子体系。但这种特殊的解法不适用于更复杂的分子体系。
为使现在的工作能对处理更复杂的分子体系有所帮助，我们不
讨论氢分子离子的精确解，直接考虑它的近似解法。
变分法
设若有一个体系，已知体系的哈密顿算符 H。如果不能通过解 Schrödinger 方程来找出波函数，你可以任意猜测一个满足体系边
简记积分符号，令：
ˆ ˆ Haa fa Hfad fb Hfbd Hbb
H ab fa H fbd fb H fad H ba
^ ^
Saa φa φadτ φb φbdτ Sbb 1 Sab fa fbd fb fad Sba
出近似电子波函数。
展开久期行列式，可得到分子的近似能级：
H aa + H ab E1 1 + Sab
将上述解代入久期方程：
H aa H ab E2 1 Sab
( H aa ESaa )ca + ( H ab ESab )cb 0 ( H ab ESab )ca + ( H bb ESbb )cb 0
参与组合的 AO 能级差的影响
a 与 b 相差越大，

多原子分子的结构和性质

轨道符号
*2s(u2s) 2s(g2s) *2pz(u2pz)
. b+ .a +b .
a
.
_ + _ + ○○ b_ _a ○ a+ b ○
. . . .
成键
2pz(g2pz)
ii.
分子轨道：具有一个含键轴的节面
原子轨道 + + _ b a . . _ + _ _
分子轨道 .a b . +
σ 单键 + 2个3电子π键，
分子磁性:
若分子中电子均已自旋反平行成对，为反磁性分子；若分子中有不成对电子，则为顺磁性分子。
一般情况下，分子中电子的轨道磁矩为零（称为轨道“冻结”）。总磁矩完全来源于自旋磁矩。当分子中有n个自旋平行的不成对电子时，自旋磁矩为：
e e s g Ms g 2me 2me S ( S 1) g S ( S 1) e
键级=1/2 [ 8 – 3 ] = 2.5 顺磁性明星分子，倍受重视。
插花
NO是一种非常独特的分子，是大气中的有害气体：破坏臭氧层、造成酸雨、污染环境等。但在人体中能穿过生物膜、氧化外来物质、在受控小剂量下是有益成分。 1992年，美国《Science》杂志把它选为明星分子。三位美国药理学家 R.F.Furchgott, L.J.Ignarro 及 F.Murad 因发现硝酸甘油及其他有机硝酸脂通过释放 NO 气体而舒张血管平滑肌，从而扩张血管而获得 1998 年诺贝尔生理/医学奖。
2. 中心原子A 与 m 个配位体 L 之间所形成的键可能是单键，双键或三键等多重键。双键和三键可按一个键区计算原子间的斥力，但电子多空间大，斥力也大，

双原子分子结构1

共价健和双原子分子的结构化学
Contents
H2+的结构和共价健本质分子轨道理论同核双原子分子的结构异核双原子分子的结构
化学键的分类
离子键闭壳——闭壳（带电粒子，库仑力作用）闭壳（带电粒子，库仑力作用）闭壳闭壳共价键开壳——开壳（共有电子——饱和性、方向性）开壳（共有电子饱和性、开壳开壳饱和性方向性）金属键金属正离子与自由电子间相互吸引
J -K E2 = EH + 1-S
E1＜EH ＜ E2
E1：随R的变化出现一的变化出现一最低点，但与实验测定最低点，值还有较大差别 E2：随R的增加而单调的增加而单调下降，下降，当R趋近于无穷趋近于无穷大时，E2为0 大时，
1 ψ1 = (φa +φb ) 2 + 2S
1 ψ2 = (φa −φb ) 2 − 2S
a b) a b ab ab
=
=
1 4 − 4S
1 4 − 4S
2 ab
∫
(ψ − ψ ) d τ
2 2 a b
2 ab
(1 − 1) = 0
例3：若某函数的线性组合形式为 ψ = c (ψ + c c • ψ ) ，利用归：
1 1 2 1 2
一化条件试求c 一化条件试求 1=c2
1
c 时，1 = (S11 + 2 S12 + S 22 )
<E> =∫ψ*Ĥψdτ /∫ψ*ψdτ≥ E0 ψ ψ τ ψψ τ
据此原理，利用求极值的方法，找出能量最低据此原理，利用求极值的方法，找出能量最低时对应的波函数，即为和体系（基态）时对应的波函数，即为和体系（基态）相近似的波函数。函数。

第一、二周期元素的同核双原子分子(或离子)及其分子轨道键的参数分析

第一、二周期元素的同核双原子分子(或离子)及其分子轨道键的参数分析每个分子轨道都有相应的能量，把分子中各分子轨道按能级高低顺序排列起来，可得到分子轨道能级图。

现以第二周期元素形成的同核双原子分子为例予以说明。

在第二周期元素中，因它们各自的2s、2p轨道能量之差不同，所形成的同核双原子分子的分子轨道能级顺序有两种：一种是组成原子的2s和2p轨道的能量相差较大，在组合成分子轨道时，不会发生2s和2p轨道的相互作用，只是两原子的ss和pp轨道的线性组合，因此，由这些原子组成的同核双原子分子的分子轨道能级顺序为s*1s〈s*1s〈s2s〈s*2s〈s2px〈p2py= p2pz〈p*2py=p*2pz〈s*2px图(9-12)同核双原子分子的分子轨道的两种能级顺序（a）π2p >σ2p （b）σ2p >π2pO2、F2分子的分子轨道能级排列符合此顺序。

另一种是组成原子的2s和2p轨道的能量相差较小，在组合成分子轨道时，一个原子的2s轨道除能和另一个原子的2s轨道发生重叠外，还可与其2p 轨道重叠，其结果是使σ2p x分子轨道的能量超过π2p y和π2p z分子轨道。

由这些原子组成的同核双原子分子的分子轨道能级顺序为图[9-12（b）]即是此能级顺序的分子轨道能级图。

第二周期元素组成的同核双原子分子中，除O2、F2外，其余Li2、Be2、B2、C2、N2等分子的分子轨道能级排列均符合此顺序。

实例分析1：试分析氢分子离子H2＋和He2分子能否存在。

解：氢分子离子是由1个H原子和1个H原子核组成的。

因为H2＋中只有1个1s电子，所以它的分子轨道式为（σ1s）1。

这表明1个H 原子和1个H＋离子是通过1个单电子σ键结合在一起的，其键级为。

故H2＋可以存在，但不很稳定。

He原子的电子组态为1s2。

2个He原子共有4个电子，若它们可以结合，则He2分子的分子轨道式应为（σ1s）2（σ*1s）2，键级为零，这表明He2分子不能存在。

双原子分子

双原子分子
双原子分子指所有由两个原子组成的分子。

双原子分子内的化学键通常是共价键，分子间存在色散力和部分诱导力。

同核双原子分子
一切物质都由粒子构成，基本粒子有分子、原子等。

很多非金属元素（包括氢、氮、氧、氟、氯、溴、碘<当一个非金属元素不能当成是一种物质时，这个非金属元素组成的单质是双原子分子>等）的单质均是双原子分子。

其他元素（如磷）也可能以双原子分子构成单质，但这些双原子分子并不稳定。

这些构成单质的双原子分子称为同核双原子分子。

其中，氮和氧的同核双原子分子占地球大气层成份的99%。

[1]
异核双原子分子
以双原子分子存在的化合物包括一氧化碳、一氧化氮等。

这些双原子分子称为异核双原子分子。

准双原子分子
分子中的原子之间有相互作用力。

不是所有的原子在通常情况下都能形成稳定的分子，例如氯原子与氙原子，只有当它们处于激发态时，才有可能形成氯化氙，回到基态又分裂为单个原子，这种分子叫准分子，利用准分子的特性可制成准分子激光器。

[2]。