Phương pháp orbital phân từ (MO)

Chia sẻ: sang_15

Tính thuận từ cuả O2 Lý thuyết orbital phân tử – liên kết cộng hóa trị được tạo thành từ sự tổ hợp tuyến tính các AO tạo thành các MO. LIÊN KẾT CỘNG HÓA TRỊ THEO PHƯƠNG PHÁP MO Bài toán ion H2+ Quan niệm của phương pháp MO Các luận điểm cơ sở của phương pháp MO c. Áp dụng phương pháp MO cho các phân tử bậc hai

Bạn đang xem 10 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: Phương pháp orbital phân từ (MO)

Two Theories of Bonding
MOLECULAR ORBITAL
THEORY — Robert
THEORY
Mullikan (1896-1986)
Mullikan

THUYẾT MO
THUY

Phương pháp orbital phân tử (MO)
Tính thuận từ cuả O2
Tính
Bất lợi cuả thuyết VB
Thực nghiệm cho thấy O2thuận từ
O
O
Không có điện tử độc thân
Nghịch từ




Lý thuyết orbital phân tử – liên kết cộng hóa trị
được tạo thành từ sự tổ hợp tuyến tính các AO tạo
thành các MO.
LIÊN KẾT CỘNG HÓA TRỊ THEO
LIÊN
PHƯƠNG PHÁP MO

a. Bài toán ion H2+
b. Quan niệm của phương pháp MO
c. Các luận điểm cơ sở của phương pháp MO

c. Áp dụng phương pháp MO cho các phân tử bậc
hai
Bài toán H+
1 1 
e2 1
+− 
V=−
Thế năng của electron : r 
4πε0  a rb R ab 
e─
Hàm sóng phân tử (MO) mô tả
rb
ra
chuyển động của một electron
trong ion H2+
Rab
ψ H + = C1ψ a + C 2ψ b
a b
2

Orbital phân tử (MO) liên kết
1
ψ A = C A (ψ a + ψ b ) = (ψ a + ψ b )
2
Orbital phân tử (MO) phản liên kết
1
ψS = CS (ψa − ψb ) = (ψa − ψb )
2
Tổ hợp tuyến tính
cộng →có tác dụng
liên kết,năng lượng
thấp hơn→MOlk(σ1S)


Tổ hợp tuyến tính trừ
→có tác dụng phản
liên kết, năng lượng
cao hơn →MOplk(σ1S*)
MO liên kết MO phản liên kết




Năng lượng thấp hơn Năng lượng cao hơn
Bền Không bền
Mật độ e giữa Mật độ e giữa
hai nhân giảm
hai nhân tăng
Giản đồ năng lượng tạo thành các
MO từ các AO (S) trong ion H2+

σ1s* - MO phản liên kết
có năng lương cao hơn
năng lượng AO ban
đầu


σ1s - MO liên kết, có năng
lượng thấp hơn năng
lượng AO ban đầu
Quan niệm của phương pháp MO

• Phân tử là một nguyên tử phức tạp đa nhân.

• Mô tả sự chuyển động của từng electron riêng
biệt bằng hàm orbital phân tử (MO)
Các luận điểm cơ sở của phương pháp
MO
 Phân tử ­ tổ hợp thống nhất gồm các hạt nhân và 

các electron của các nguyên tử tương tác.

Trạng thái của e được mô tả bằng các MO. Mỗi MO 
được xác định gần đúng bằng phương pháp tổ hợp 
tuyến tính các orbital nguyên tử  ψMO =  ∑Ci ψAO
Số MO tạo thành bằng số AO tham gia tổ hợp tuyến
tính
Điều kiện các AO tham gia tổ
Đi
hợp tuyến tính

– Năng lượng gần nhau.
– Mức độ che phủ đáng kể.
– Cùng tính đối xứng đối với trục liên nhân.
Sự che phủ các AO dọc theo trục liên nhân → MO σ
MO σ nhận trục liên nhân làm trục đối xứng

Sự che phủ các AO về hai phía trục liên nhân →MOπ
MO π có mặt phẳng phản xứng chứa trục liên nhân

Năng lượng các MO phụ thuộc vào năng lượng AO và
mức độ che phủ giữa các AO đó.
Sự tạo thành các MO từ sự tổ hợp
tuyến tính các AO của phân tử bậc hai

AO + AO → MO liên kết (σ , π …), EMO < EAO


AO - AO → MO phản liên kết (σ * ,π * …), E MO* > EAO


→ MO không liên kết (σ 0, π 0 …), EMOo = EAO
AO
Sự tạo thành các MOσ từ AO s
Sự tạo thành các MOσ,MOπ từ các AOp
Mỗi MO chỉ chứa tối đa 2 e có spin đối song.


Các e sắp xếp vào các MO tuân theo nl vững
bền, nl ngoại trừ Pauli, quy tắc Hund.

Trạng thái cuả các e trên các MO được đặc
trưng bằng các số lượng tử phân tử |λ | và λ

tương ứng giống như số lương tử  và m 
trong nguyên tử.
trong
Trong nguyên tử Trong phân tử
|λ| = 0, 1, 2, …
 = 0, 1, 2, 3…
MO: σ, π , δ , ..
AO: s, p, d, f ..

h
h
Mz = λ
M z = m


m  = 0, ± 1, ± 2, ± .. λ = 0, ± 1, ± 2,
± ..
Trong nguyên tử Trong phân tử thẳng A2
(trục z là trục liên nhân)
|λ|=0 → λ=0 → σ s2
 = 0 m = 0 → s2

 = 1 m  = 0, ± 1 → p6 |λ| = 0 , 1
→ λ=0 , ±1
→ σpx2 (π py)2 (π pz) 2
Các đặc trưng liên kết
Các
–Lk được quyết định bởi các e lk mà không bị triệt
tiêu.
–Một bậc lk ứng với một cặp e lk không bị triệt tiêu
∑ elk − ∑ e ∗
–Cho lk 2 tâm: Bậc lk =
2
–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
• Thuyết MO coi sự hình thành liên kết hóa
học là sự chuyển điện tử (hóa trị) từ các
AO cuả các nguyên tử tương tác về các
orbital phân tử thuộc chung toàn bộ phân
t ử.
Việc mô tả cấu trúc phân tử gồm các
Vi
bước
Bước 1: Xét sự tạo thành MO từ các AO

Bước 2: Sắp xếp các MO theo thứ tự năng lượng
tăng dần
Bước 3: Xếp các electron vào các MO

Bước 4: Xét các đặc trưng liên kết
Các phân tử bậc hai thuộc chu kỳ 1

1S ± 1S → σ1s , σ *
1s



E : σ1s < σ1s *
các phân tử bậc hai thuộc chu kỳ 1
AO MO AO
H H2 H


1s 1s



Năng lượng
H2 : [(σ1s)2] Bậc liên kết = 1
Nghịch từ
AO MO AO
He He2 He


1s 1s



Năng lượng
Bậc liên kết = 0
Không tồn tại
AO MO AO
He He2+ He+


1s 1s



Năng lượng

Bậc liên kết = ½
He2+:[(σ1s)2(σ1s*)1]
Thuận từ
Áp dụng phương pháp MO cho các phân tử
Áp
bậc hai chu kỳ hai

• Các phân tử hai nguyên tử của các nguyên tố
cuối chu kỳ II
• Các phân tử hai nguyên tử cùng loại của những
nguyên tố đầu chu kỳ II
• Các phân tử hai nguyên tử khác loại của những
nguyên tố chu kỳ II
Các phân tử bậc hai thuộc chu kỳ 2
(trục x là trục liên nhân )
1S ± 1S → σ1s , σ1s*
2S ± 2S → σ2s , σ2s*
2px ± 2px → σ2px , σ2px*
2py ± 2py → π 2py , π 2py*
2pz ± 2pz → π 2pz , π 2pz*
E : σ1s< σ1s*
Đề thi vào lớp 10 môn Toán |  Đáp án đề thi tốt nghiệp |  Đề thi Đại học |  Đề thi thử đại học môn Hóa |  Mẫu đơn xin việc |  Bài tiểu luận mẫu |  Ôn thi cao học 2014 |  Nghiên cứu khoa học |  Lập kế hoạch kinh doanh |  Bảng cân đối kế toán |  Đề thi chứng chỉ Tin học |  Tư tưởng Hồ Chí Minh |  Đề thi chứng chỉ Tiếng anh
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản