分子轨道理论
简介
分子轨道理论认为,分子轨道由原子轨道线性组合得到,分布在整个分子之中。分子轨道仅仅是一个薛定谔轨道,包含数个(通常只有两个)原子核。由此可衍生出成键、反键和非键轨道的概念:
如果组合得到的分子轨道能量比组合前原子轨道能量之和低,换句话说,原子核间电子云密度增大,那么所得分子轨道称作成键轨道;
如果组合得到的分子轨道能量比组合前原子轨道能量之和高,即原子核间电子云密度减小,则称作反键轨道,以标注;
如果组合得到的分子轨道能量与组合前原子轨道能量之和相差不大,轨道上的电子对分子键合没有贡献,那么该分子轨道则称作非键轨道,常以n标注。
分子轨道法的基本要点,即LCAO-MO法的基本原则包括:
对称性匹配原则:原子轨道必须具有相同的对称性才能组合成分子轨道,参见对称运算。
最大重叠原则:原子轨道重叠程度越大,形成的化学键也越强。
能量相近原则:能量相近的原子轨道才能组合成有效的分子轨道。
除了遵照LCAO-MO的三条基本规则外,电子填充规则也适用于分子轨道理论:能量最低原则、泡利不相容原理以及洪德规则。
键级被定义为分子中成键电子总数减去反键电子总数再除以2得到的纯数,是分子稳定性的量度。键级大于零是分子存在的前提。
分子轨道的类型和符号
各种分子轨道具有不同的对称性,可依此将其分为σ、π与δ三种类型。
σ分子轨道:对键轴呈圆柱形对称,成键σ轨道如σg为中心对称,反键σ轨道如σu为中心反对称。
π分子轨道:对平面xy反对称,只有一个含键轴的节面,对节面呈反对称性。
δ分子轨道:通过键轴节面的分子轨道,对两个节面都呈反对称性。
参见
从头计算法
原子轨道
组态相互作用方法
偶合簇
哈特里-福克方程(Hartree-Fock)
分子轨道
MO图,分子轨道能级顺序图
Møller-Plesset微扰理论
半经验量子化学分析(英语:Semi-empirical quantum chemistry method)
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