bài giảng hóa học đại cương chương 9 liên kết cộng hóa trị phần 3

HÓA ĐẠI CƯƠNG – PHẦN CẤU TẠO Chƣơng LIÊN KẾT CỘNG HĨA TRỊ THEO CƠ HỌC LƢỢNG TỬ MƠ HÌNH LIÊN KẾT CỘNG HĨA TRỊ VỚI ELECTRON GIẢI TỎA - THUYẾT MO (MOLECULAR ORBITAL) Lê Thị Sở Nhƣ Đại học Khoa Học Tự Nhiên HCM 2010 9.1 Quan điểm chung MO • Phân tử “hệ nguyên tử phức tạp” gồm hệ hạt nhân electron thuộc hệ hạt nhân  electron chuyển động MO (Molecular Orbital, vân đạo phân tử) • Về tốn học: hàm sóng mơ tả chuyển động electron phân tử gọi MO, MO tổ hợp tuyến tính AO: YMO = C1 YA + C2 YB YA, YB: AO nguyên tử A, B C1, C2: mức độ đóng góp YA YB vào YMO có n Yi tham gia vào MO  tạo n MO MO có đặc tính tƣơng tự AO: - YMO2: xác suất bắt gặp electron phân tử - Electron phân bố vào MO có lƣợng thấp đến cao - Mỗi MO chứa tối đa electron đối spin 9.2 Điều kiện tạo MO từ AO • Điều kiện để AO xen phủ (tổ hợp tuyến tính với nhau) để tạo MO: - AO có lƣợng xấp xỉ - AO có đối xứng nhƣ qua trục nối nhân - AO phải gần đáng kể để xen phủ hiệu Xen phủ AO giống Y+ = N (YA + YB) Y- = N (YA – YB) Y2  N (YA  YB  2YAB ) Y2  N (YA  YB  2YAB ) Tăng mật độ electron A B Giảm mật độ electron A B 2 2 Xen phủ AO s - s MO phản liên kết E MO liên kết Sơ đồ lƣợng E Xen phủ p-p - Xen phủ s: đối xứng trục - Xen phủ p: bất đối xứng qua trục nối nhân, có mặt phẳng nút chứa trục nối nhân - MO plk*: có mặt phẳng nút vng góc với trục nối nhân 9.3 Phân tử nguyên tử đồng nhân chu kỳ H2 Cấu hình electron: s1s2 He2 Cấu hình electron: s1s2 s*1s2 BLK = (tƣơng ứng liên kết đơn) BLK = (phân tử khơng tồn tại) Bậc liên kết (bond order) = ½ (n – n*) n, n*: số electron vân đạo liên kết phản liên kết 9.4 Phân tử nguyên tử đồng nhân chu kỳ Xen phủ p-p (giả sử trục z trục nối nhân) z z x x y y Sơ đồ lƣợng MO phân tử O2, F2 AO MO AO Sơ đồ lƣợng AO 2s 2p nguyên tử chu kỳ - Đầu chu kỳ: 2s 2p có lƣợng gần  có tƣơng tác s-p - Cuối chu kỳ: 2s 2p có lƣợng khác  khơng có tƣơng tác s-p Các phân tử chu kỳ 9.5 Phân tử nguyên tử dị nhân - Sai biệt lƣợng AO nhỏ (DE nhỏ): xen phủ hiệu - Đóng góp AO vào MO khác - YMO mang nhiều tính Y hơn; Y*MO mang nhiều tính X Phân tử HF Các phân tử nguyên tử thuộc chu kỳ khác CO s*2pz p*2px, p*2py s2pz p2px, p2py s*2s s2s bond order: magnetic: NO ClO Phân tử CO vân đạo biên Band gap: lƣợng cách biệt dãy hoá trị (chứa electron hóa trị) dãy trống (khơng chứa electron) • Band gap lớn  hợp chất cách điện (trƣờng hợp a) • Band gap nhỏ  bán dẫn (trƣờng hợp d) • Dãy hóa trị liền với dãy trống  dẫn điện (trƣờng hợp b, c) Semi-conductor • Metallic conductor Orbitals nhiều nguyên tử xen phủ  dãy orbitals Metallic conductor • Insulator 9.6 Thuyết dãy Bài tập • Trắc nghiệm: 40-50 phần liên kết hóa học • Tự luận: câu 1-9 chƣơng ... xen phủ  dãy orbitals Metallic conductor • Insulator 9. 6 Thuyết dãy Bài tập • Trắc nghiệm: 40-50 phần liên kết hóa học • Tự luận: câu 1 -9 chƣơng ... trục nối nhân 9. 3 Phân tử nguyên tử đồng nhân chu kỳ H2 Cấu hình electron: s1s2 He2 Cấu hình electron: s1s2 s*1s2 BLK = (tƣơng ứng liên kết đơn) BLK = (phân tử không tồn tại) Bậc liên kết (bond order)... cách biệt dãy hố trị (chứa electron hóa trị) dãy trống (khơng chứa electron) • Band gap lớn  hợp chất cách điện (trƣờng hợp a) • Band gap nhỏ  bán dẫn (trƣờng hợp d) • Dãy hóa trị liền với dãy