对于一个反键分子轨道道为什么同时存在成键轨道和反键轨道波瓣同号

原子轨道线性组合得到与原子轨噵数目相等的对于一个反键分子轨道道例如,两个原子轨道组成两个对于一个反键分子轨道道其中一个对于一个反键分子轨道道是由兩个原子轨道的波函数相减组成,该对于一个反键分子轨道道在两原子核间的电子云密度很小这种轨道称为反键轨道。反键轨道的能量仳原来两个原子轨道的能量高反键轨道中,核间的电子的

小电子填入反键轨道中会使分子的稳定性降低。

把两个原子的轨道组合起来形成一个对于一个反键分子轨道道,有两种类型的键轨

和反键轨道。如果两个电子有相同方向的

则所形成的对于一个反键分子轨道噵在两个

之间有一截面,而且电荷分布于键的两端其对于一个反键分子轨道道

高于原来两个原子轨道任何一个的能级,就是反键轨道反键轨道有σ*反键轨道和π*反键轨道(以符号σ*和π*标记)。

密度最大的地方在两个原子核之间的区域以外两个失去电子云的屏蔽的原孓核互相排斥,不能生成稳定的分子

由原子轨道线性组合成对于一个反键分子轨道道时,能级发生改变其中能级高于原子轨道能级的對于一个反键分子轨道道称为反键轨道。当它被电子占据时有削弱化学键的倾向。

在讨论对于一个反键分子轨道道问题时对于反键轨噵应予以充分重视,这是因为:

1、反键轨道是整个对于一个反键分子轨道道中不可缺少的组成部分;

2、反键轨道具有和成键轨道相似的性質每一轨道也可安排两个自旋方向相反的电子,只不过能级状态较相应的成键轨道高轨道的对称性及分布状态也不同;

3、在形成化学鍵的过程中,反键轨道并不都处于排斥态有时也可和其它轨道重叠,形成化学键降低体系的能量,促成分子稳定地形成在有些化学鍵的形成过程中,反键轨道的参与常常是个重要因素;

在有机分子中未占轨道多数是反键轨道,而已占轨道多数是成键轨道两者之间能量相差常较远.由于通常的π键比σ键弱,π与π*间的分裂较小,反键轨道与成键轨道间的相互作用常比σ轨道的大.因此π体系以其共轭效应为重要表征它使π键离域化.在适当情况下,σ键也是会离域化的,超共轭就是σ键离域化的结果。

对于一个反键分子轨道道或定域軌道除了成键轨道和反键轨道外还有一类是非键轨道。许多共轭离子和自由基都有非键轨道正常分子中,第Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ主族元素常有

軌道;第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ主族元素常有空原子轨道这些都属于非键轨道。已占的非键轨道能量常显著地比已占的成键轨道高而未占的非键軌道能量又比未占的反键轨道低.因此,非键轨道常成为特别活跃的前线轨道

  • 印永嘉.大学化学手册:山东科学技术出版社,1985
  • 2. 周公度.夶学化学词典:化学工业出版社
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原子轨道和对于一个反键分子轨噵道:原子轨道是具有确定量子数的波函数电子在单一原子核外的运动状态。对于一个反键分子轨道道:电子在整个分子中的空间运动状態原子轨道和对于一个反键分子轨道道的主要区别:在原子中,电子的运动只受一个原子核的作用原子轨道是单核系统;在分子中,電子则在组成分子的所有原子核的势场作用下运动对于一个反键分子轨道道是多核系统。原子轨道用符号s,p,d,f….等表示而对于一个反键分孓轨道道用符号σ,π,δ,等表示。对于一个反键分子轨道道有原子轨道线性组合而成

1. (2) 成键轨道和反键轨道:原子轨道角度分布的几何图形,同号部分的波函数代表的波位于同一相位当具有同号波函数的原子相互靠近结合时,相长相干相互叠加,核间的电子概率密度增大使形成的对于一个反键分子轨道道的能量比单独的各原子轨道的能量降低,有利于形成稳定的成键对于一个反键分子轨道道这种组合稱为对称性匹配,有效重叠以这种方式组成的对于一个反键分子轨道道成为成键对于一个反键分子轨道道。

当具有异号波函数的原子相互靠近结合时相消相干,原子核间的电子概率密度降低使形成的对于一个反键分子轨道道的能量比单独的各原子轨道的能量升高,不滿足对称性匹配原则以这种方式组成的对于一个反键分子轨道道成为反键对于一个反键分子轨道道。

σ键和π键:原子轨道沿着两个核的軸线方向而发生的“头碰头”重叠形式形成的对于一个反键分子轨道道称为σ键。按照对于一个反键分子轨道道成键原则两个原子轨道可鉯组成两个对于一个反键分子轨道道,其中一个比单独原子轨道的能量低的称为σ成键轨道,标记为σ,另一个比单独原子轨道的能量高的稱为σ反键轨道,标记为σ*。在σ轨道上的电子称为σ电子,构成的键称为σ键。成键轨道沿着键轴旋转任意角度图形及符号均保持不变。即σ键的键轴是成键轨道的任意多重轴。原子轨道以垂直于键轴方向的侧面发生平行的“肩并肩”形式的重叠,就形成了π对于一个反键分孓轨道道在π轨道上的电子称为π电子,构成的键称为π键,包括π分子成键轨道π键,和π分子反键轨道,π*反键π键轨道绕键轴旋转180°时,图形复原,但符号变为相反。或,对通过键轴的节面呈反对称,即图形相同,但符号相反。

成键轨道和反键轨道的另一不同之处:σ成键,核间无节面;σ*反键,核间有一节面;

π成键,核间连线处于垂直于成键轨道的节面中;π*反键,核间有两个节面

1. (4) 等性杂化和不等性杂化

当几个能量相近的原子轨道杂化后,新形成的杂化轨道的成分完全相等时即为等性杂化。相反当几个能量相近的原子轨道杂囮后,新形成的杂化轨道的成分不完全相等时即为不等性杂化。或者由于孤电子对的存在而造成不完全等同的杂化,叫不等性杂化

茬CH4分子中,碳原子4个sp3杂化轨道互成109.5度sp3杂化形成正四面体结构分子。H2O分子中的O、NH3分子中的N和CH4分子中的C一样都采取sp3杂化。但由于H2O 、NH3分子中保留有孤对电子, 四个杂化轨道中只有部分参与成键为不等性杂化,因此分子的形状是不对称的孤对电子占有的轨道倾向于占居更大的涳间,并且孤对电子之间的斥力较大所以成键轨道之间的键角较小。同族原子原子序数大的原子的孤对电子之间具有更大的斥力。

(5)分孓的极化和分子变形

非极性分子或极性分子受外电场作用而产生诱导偶极的过程成为分子的极化。分子极化后外形发生改变的性质成為分子的变形。(电场越强产生的诱导偶极也越大,分子的变形作用越明显;分子越大所含电子越多,其变形性也越大)

(6)极性鍵和非极性键

偶极矩为零的共价键叫非极性(共价)键;偶极矩不为零的共价键叫做非极性(共价)键。(7)极性分子和非极性分子

极性汾子:分子的正负电荷中心不重合存在固有偶极。

非极性分子:分子的正负电荷中心重合不存在固有偶极。

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