1. Trang chủ
  2. » Giáo án - Bài giảng

chương 4 liên kết hóa học và cấu tạo phân tử phương pháp orbital phân tử

38 1,2K 3

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 38
Dung lượng 1,58 MB

Nội dung

Các luận điểm cơ sở của phương pháp MO•Phân tử là tổ hợp bao gồm các hạt nhân ng tử và electron của các ng tử, trong đó electron chuyển động trong trường hạt nhân và electron còn lại.. •

Trang 1

LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ CẤU TẠO

PHÂN TỬ

PHƯƠNG PHÁP ORBITAL PHÂN TỬ

Chương 4:

Trang 2

• Phương pháp này do hai nhà bác học Friedrich

Hund và Robert S Mulliken đưa ra (1927-1928)

Khởi điểm khảo sát với trường hợp ion H2+ thay

vì H2 phân tử

• Trong trường hợp này hàm số sóng được xác định

như sau:

• Giải phương trình sóng Schrodinger trên cũng cho

hai lời giải:

PHƯƠNG PHÁP ORBITAL PHÂN TỬ (MO)

Trang 3

PHƯƠNG PHÁP ORBITAL PHÂN TỬ (MO)

• Tức là ta có:

• S = CS(a+ b), là hàm sóng biểu diễn các

OP liên kết

• A = CA(a - b), là hàm sóng biểu diễn các

OP phản liên kết

• OP liên kết có năng lượng thấp hơn OP phản liên

kết

Trang 4

Các luận điểm cơ sở của phương pháp MO

•Phân tử là tổ hợp bao gồm các hạt nhân ng tử

và electron của các ng tử, trong đó electron chuyển động trong trường hạt nhân và electron còn lại Các hạt nhân và electron là của chung phân tử

•Trong phân tử, các electron phân bố theo quy luật giống như AO

•MO tạo thành do sự tổ hợp tuyến tính của các

AO Số MO tạo thành bằng số AO

Trang 5

• Sự tổ hợp tuyến tính + các ON  tạo thành MO liên kết cĩ năng lượng thấp hơn ON ban đầu.

• Sự tổ hợp tuyến tính - các ON  tạo thành MO phản liên kết cĩ năng lượng cao hơn ON ban đầu

• E OP liên kết < E xuất phát < E OP phản liên kết

• Ví dụ:

Các luận điểm cơ sở của phương pháp MO

Trang 6

SỰ TẠO THÀNH MO

Trang 7

Các luận điểm cơ sở của phương pháp MO

• Liên kết trong phân tử được xác định bằng số e liên kết không bị triệt tiêu bởi e phản liên kết (một e phản liên kết triệt tiêu một e liên kết)

Bậc liên kết = [e lk - e plk ]/2

Trang 9

•Các MO phải gần nhau về năng lượng.

•Các MO phải che phủ nhau đáng kể.

•Các MO phải đối xứng nhau đối với đường liên kết trong phân tử.

•Mỗi MO chỉ chứa tối đa 2 e có spin đối nhau.

ĐIỀU KIỆN TẠO THÀNH MO

Trang 10

 Tên của lk được gọi bằng tên của cặp e lk

không bị triệt tiêu

 Bậc lk tăng thì năng lượng lk tăng còn độ dài lk giảm

Trang 12

•Các phân tử hai nguyên tử cùng loại của các ng

Trang 13

PHƯƠNG PHÁP ORBITAL PHÂN TỬ (MO)

Trang 14

• Ví dụ:H2

PHÂN TỬ THUỘC CHU KỲ I

H 2 : [(σ 1ss ) 2 ] Bậc liên kết = 1s

1s Năng lượng

1s

AO H

AO H

MO

Các OP tạo thành từ các ON 1s trong đó có

1 OP 1s plk (*) có năng lượng cao hơn ) có năng lượng cao hơn

OP 1s lk ()

Trang 16

•Ví dụ: He2+

PHÂN TỬ THUỘC CHU KỲ I

He 2 + :[(σ 1ss ) 2 (σ 1ss * ) 1s ] Bậc liên kết = ½

1s

Năng lượng

1s

Trang 17

PHÂN TỬ THUỘC CHU KỲ I

Trang 18

PHÂN TỬ THUỘC CHU KỲ II

Ngoài AO 1s còn có 4 AO 2s, 2px,2py,2pz , do đó bên cạnh liên kết  còn tạo liên kết 

Do sự sai khác về năng lượng nên sự che phủ chỉ xảy

ra giữa các ON s với nhau và p với nhau

Tức là từ 10 ON tổ hợp tuyến tính tạo 10 OP, ở đây các OP 1s đã điền đầy và được xác định như các nguyên tố chu kỳ 1 nên chỉ xét từ các ON lớp 2

Trang 19

PHÂN TỬ THUỘC CHU KỲ II

Trang 20

PHÂN TỬ THUỘC CHU KỲ II

OP của các

ON 2p

Trang 21

Các phân tử của nguyên tố cuối chu kỳ (O2 – Ne2)

Các phân tử của nguyên tố đầu chu kỳ (từ Li2 – N2)

Các phân tử hai nguyên tử khác loại của những nguyên tố chu kỳ 2

PHÂN TỬ THUỘC CHU KỲ II

Trang 22

PHÂN TỬ THUỘC CHU KỲ II

Do bán kính ng tử nhỏ nên không có xáo trộn năng lượng

N 2 ): Do có bán kính ng tử lớn nên có xáo trộn năng lượng do tương tác đẩy giữa các cặp MO: (σ2s σ2s*)

<=> (σx σx*).

thành tương tự trường hợp phân tử 2 nguyên tử cùng loại chu kỳ 2 Chỉ cần có một nguyên tử có bán kính lớn (Li → N) thì phân tử có xáo trộn năng lượng

Trang 23

PHÂN TỬ THUỘC CHU KỲ II

Chu kỳ 2 Li Be B C N O F

E2p-E2s

=E [eV]

1,85 2,73 3,75 4,18 10,9 15,6 20,8

Trang 24

PHÂN TỬ THUỘC CHU KỲ II

Khi mức năng lượng 2s và 2p cách xa nhau (s và

p ảnh hưởng yếu, đối với các nguyên tố cuối chu kỳ có độ âm điện lớn, O, F và Ne) các OP phân bố theo chiều tăng dần năng lượng như sau

Trang 25

PHÂN TỬ THUỘC CHU KỲ II

Ví dụ: phân tử O2

O: 2s 2 2p 4

Trang 26

PHÂN TỬ THUỘC CHU KỲ II

Trang 27

PHÂN TỬ THUỘC CHU KỲ II

• Đối với các nguyên tố đầu chu kỳ, năng lượng 2s

và 2p gần nhau (s và p ảnh hưởng nhau mạnh) và độ âm điện nhỏ, các OP phân bố như sau:

Trang 28

PHÂN TỬ THUỘC CHU KỲ II

Ví duï:Li2

Li: 1s 2 2s 1

Trang 29

PHÂN TỬ THUỘC CHU KỲ II

Ví duï:Nitrogen, N2

Trang 30

PHÂN TỬ THUỘC CHU KỲ II

C: 1s 2 2s 2 2p 2

Trang 31

PHÂN TỬ THUỘC CHU KỲ II

Trang 32

MO Li2 Be2 B2 C2 N2 N2+ Toång soá e 6(2) 8(4) 10(6) 12(8) 14(10) 13(9)

Trang 33

PHÂN TỬ THUỘC CHU KỲ II

Trang 34

PHÂN TỬ THUỘC CHU KỲ II

• Màu sắc

– Các electron khi bị kích thích sẽ chuyển từ OP này sang

OP khác có năng lượng cao hơn, sự chuyển này kèm theo sự hấp thụ năng lượng tương ứng với bước sóng (A 0 ) ứng với các tia đơn sắc  tạo màu.

– Ví dụ: Có màu tím khi electron chuyển từ *) có năng lượng cao hơn sang *) có năng lượng cao hơn ứng với =5200 A 0 , tức vàng – lục – tím.

Trang 35

PHÂN TỬ THUỘC CHU KỲ II

• Công thức electron phân tử theo phương pháp MO, biểu diễn đơn giản như sau:

lk z , y

plk s

lk s

lk z , y

lk x

plk s

lk s

:

Trang 36

PHÂN TỬ THUỘC CHU KỲ II

• Các phân tử cấu tạo từ hai nguyên tử khác nhau của chu kỳ 2.

– Cũng giống trên, tuy nhiên do cách biệt năng lượng giữa các ON s và p của 2 nguyên tử giảm nên ta dùng trường hợp các nguyên tử đầu chu kỳ

– Ví dụ: Xét các trường hợp

– Do cấu trúc sắp xếp 10e hóa trị CO giống N2 nên chúng có nhiều đặc trưng lý hóa giống nhau

Trang 37

PHÂN TỬ THUỘC CHU KỲ II

AO

B

AO N

MO BN

2s

2s 2p

2p

Trang 38

PHÂN TỬ THUỘC CHU KỲ II

Ví dụ: CH4

Ngày đăng: 28/05/2014, 22:17

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w