3 双原子分子的结构和性质.ppt

文档介绍：第三章双原子分子的结构和性质
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分子结构
分子：物质中独立地、相对稳定地存在并保持该化合物特征的最小微粒，是参与化学反应的基本单元。
空间结构: 原子在空间的排列 (核结构)
能级结构: 分子中电子的排列 (电子结构)
原子相互吸引、相互排斥，以一定的次序和方式结合成分子。
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物质化学
性 质
分子
性质
分子
结构
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原子间相互作用
化学键
离 子
Na＋+ Cl－
Fe+3( Cl－)6
N-O
中性分子
He-He
离子键
配位键
共价键
金属键
H 键
范德华力
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处理分子结构问题的三个基本理论
价 键 理 论 (VB) Valence Bond
杂化轨道理论(HO) Hybrid Orbit
分子轨道理论(MO) Molecular Orbit
配位场理论 (LF) Ligand Field
晶体场理论（CFT）
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H2+ MO理论
H2 价键理论
本章重点
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§3-1，氢分子离子(H2+)的量子力学处理
质谱和放电管光谱证明了H2+ 的存在，它是最简单的分子。
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1.   H2+的Schrödinger Equation
Ĥ=E
Ma≈1840Me ------ Born-Oppenhermer approximation
假设核a和b组成一个固定分子骨架，核不动，电子处在固定的核势场中运动。
e
R
ra

⊙
rb
b

a
H2+的椭球坐标系
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2. 变分法原理
对任意一个品优波函数，用体系的 Ĥ 算符求得的能量平均值，将大于或接近于体系基态的能量E0：
<E>=∫*Ĥd/∫*d≥ E0
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证明：
设有本征函数系：｛ i, i = 0,1,2,……｝为正交，归一的完备集
其能量： E0≤E1≤E2≤……,Ei－E0≥0
则有： Ĥ i = Ei i
那么任意波函数 可按Ĥ的本征函数 i 展开
 =Σci i ｛ i, i = 0,1,2…… ｝
则，〈E〉=∫*Ĥd=∫∑ci*i* Ĥ∑ci i d=∑ci*ci Ei
因ci*ci 恒为正值，∑ci*ci =1(∫*d=1)，0＜ ci*ci ≤1
故，〈E〉－E0＝∑ci*ci Ei－E0＝ ∑ci*ci (Ei－E0) ≥0
∴ 〈E〉≥E0
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