一种新的分子几何构型理论——价电子排斥理论介绍

研究分子的几何构型是化学结构理论的重要组成部分。杂化轨道理论关于分子几何构型的说明,给人们留下了深刻的印象。sp杂化形成直线型分子,sp~2杂化形成平面三角型分子,sp~3杂化形成四面体型分子,dsp~2杂化     

硫酸的结构和性质

硫酸是三大强酸之一。由于它具有独特的性质,在化学工业中作为重要的基本化工原料而广泛应用。本文拟就中学化学教学的有关问题谈谈硫酸的结构和性质。 1.硫酸的结构 硫酸分子中的SO_4原子团是四面体结构。其中硫酸原子以SP~3杂化形成四个杂化轨道,其中两个杂化轨道为未成对电子占有,另外两个杂化轨道为孤对电子占有。两个未成对电子轨道和两个氧原子的2P轨道形成两个σ共价单键;两个孤对电子分别提供给另外     

构成正交归一杂化轨道的简便方法

众所周知,L.Pauling在三十年代提出的原子轨道杂化,就是指孤单原子在形成分子的过程中不同原子轨道的混杂。混杂后所得的原子轨道称为杂化轨道。应用轨道重叠的方法研究分子结构时,原子轨道的杂化具有特别重要的意义。它是解释分子的几何构型,偶极矩,力常数及键矩等分子性质的有力工具。此外,在分子轨道理论的计算中,也应用杂化轨道。因此,原子轨道的杂化是个重要的概念。由于研究原子轨道的杂化需要一些群论的     

对称性和杂化轨道

杂化轨道的研究常采用量子化学方法。本文从每类原子轨道的总电子云图象的对称性出发,对常见的S—P—d杂化轨道,根据杂化方式,即可确定构成杂化轨道的原子轨道和分子的立体构型。对于等性杂化轨道,还可确定杂化轨道函数。 鲍林和斯莱脱在1931年首先提出杂化轨道理论。开始仅属于VB理论的范畴。后来,MO法中的定域轨道模型也取杂化轨道为组合基函。目前,杂化轨道理论对于研究多原子分子结构还是十分重要的。近年来,人们用图解法来研究杂化,不仅直观,容易掌握,而且也能揭示出问题的实质。     

团簇Sc3BP的成键方式及磁学性质

基于B3LYP/Lanl2dz水平对团簇Sc_3BP的6种优化构型成键方式和磁学性质进行研究。通过对各优化构型的总态密度、分波态密度、轨道未成对电子数、磁矩及自旋态密度等的分析,结果表明:B-P键的形成是由B—2s和P—3s轨道的s-s杂化导致的,Sc-P、Sc-B键的形成有三种杂化方式:s-d-p-p杂化、s-p-d-p-p杂化和s-d-s-pp杂化。Sc—3d态和Sc—3p态密度存在交叉重叠,形成d-p强杂化作用。构型越相似,态密度分布及在各处的贡献就越相近。s、p、d轨道中成单电子对团簇的磁性都有贡献,其中Sc—3d轨道是主要贡献者。非金属原子P的引入导致团簇磁性的下降。     

甲烷分子结构的对称性在形成分子轨道中的应用

本文通过两种途径形成甲烷的分子轨道,研究了对称性在分子轨道及杂化轨道的形成中起的重要作用,并得出两种方法形成甲烷分子轨道是一样的．     

不等性 SP~2杂化轨道的研究

本文根据实验数据及化学键理论提出不等性SF~2杂化的概念,并发现这种杂化轨道普遍存在于许多分子中从而使许多分子的几何构型得到满意的解释。具体内容有如下几点: 1.指出分子中的原子在下列三种情况下采用不等性SP~2杂化轨道:(1)含有孤对电子,并形成两个σ键和一个π键的原子;(2)有几何构型的限制——在三、四、五、七元环不饱和及共轭分子中形成三个σ键和一个π键的参与成环的原子;(3)形成三个σ键和一个π键的原子,其键与键间有不对称的排斥作用。 2.指出在第一种情况下为了使分子能量最低,该原子参与成键的两个杂化轨道的S成分应小于1/3,这样即可以增大成键能力,又可减少杂化过程中所需的激发能。 3.指出了三个等性SP~2杂化轨道成键能力的总和一定大于三个不等性SP~2杂化轨道成键能力的总和。在第二种情况下之所以采取不等性SP~2杂化是为了保证原子轨道的最大重选,可使能量更低。在第三种情况下之所以采取不等性SP~2杂化,是为了减小排斥能。     

一种推求杂化轨道的群论方法

本文以 Sp~2,dsp~2,dsp~3杂化为例,介绍了一种推求杂化轨道的群论方法。在这种方法中,需要知道一组杂化轨道中某一杂化轨道的具体形式。利用本文公式(5)(6)和其他一些方法很容易确定一组杂化轨道中某一杂化轨道的具体形式。又由于原子轨道是正交归一化的,所以矩阵之Ω_(ij)很容易求解。     

团簇V_3BP成键方式及其磁学性质

基于拓扑学原理、DFT和B3LYP/Lanl2dz对原子簇V_3BP进行全过程优化,取能量相对较低的8种稳定构型,对其电子结构和轨道杂化进行系统研究。结果发现:P—B键的形成是由B-2s和P-3s轨道的s-s杂化导致的,而V-3p、V-3d、B-2p轨道的p-d-p杂化和V-3p、V-3d、P-3p轨道的p-d-p杂化导致了V-B、V-P键的形成。团簇V_3BP中还存在p-d-p-p杂化。团簇构型越相似,其态密度分布及在各处的贡献就越相近。V-3d轨道成单电子是原子簇磁性的主要形成来源;团簇构型p轨道未配对电子对构型1~(4)、1~(2)、2~(2)与3~(2)的磁性有一定贡献,对其他构型磁性贡献较小;s轨道成单电子所起贡献同样很小。此外,B、P原子的掺杂致使团簇的磁性降低。     

无机化合物的几种杂化轨道成键方式

本文介绍和讨论了无机化合物中广泛存在的杂化轨道成键现象。着重介绍了中心原子用二次杂化轨道、双重杂化轨道、双组杂化轨道组成无机物这一不易为人注意的成键情况,给出了相应轨道的数学解析式和示意图。以期引起同行的注意,在教学和科研的过程予以应用和探讨。     

构成σ—杂化轨道的原子轨道

本文以S、P、d轨道的杂化为例,从一个或几个原子轨道电子云整体图象的对称性出发,再结合考虑能量近似原则和归一化条件,根据分子的立体构型,就可得到构成σ—杂化轨道的原子轨道类型.杂化轨道理论的研究常采用量子化学方法（1—4）。目前，杂化轨道理论对研究多原子分子结构及其性质还是十分有用的。但要推导杂化轨道函数，首先要用群体方法⑥来确定构成杂化轨道的原子轨道，这种方法既要利用群论知识、同时也不直观。本文从一个或几个原子轨道电子云整体图象的对称性出发，讨论了构顾σ——杂化轨道的原子轨道，既σ轨道的杂化方案。对于常见的S-P--d杂化轨道，本文所得到的结论不仅与群论方法完全相同，同时方法直观，物理意义明确，容易掌握。     

弯键与σπ键问题

一、引言1931年Pauling提出原子轨道杂化理论时,为了说明乙烯的cc双键的本性,还提出弯键的概念。他认为乙烯的碳原子轨道是sp~3杂化的,两个碳原子各以两个sp~3杂化轨道相互重叠组成两支弯键。另一方面,Coulson则认为乙烯的碳原子轨道是sp~2杂化的,两个碳原子各以一个杂化轨道重叠组成一支σ键;各以一个未杂化的P轨     

剖析NH3分子的结构及键型

在形成HN3分子时,由于N原子采取了SP型以及SP2型杂化,其杂化轨道以及原子轨道各自相互重叠电子配对,从而使三个N原子获得直线形结构和形成不同的键型.     

判断简单共价型分子的杂化方式及空间构型的规则

按照杂化轨道理论,本文找出中心原子的价电子数和配位原子数与S-P型杂化中P轨道的杂化指数的关系,并给出了判断共价型分子的杂化方式及空间构型的简单数学表达式。     

求杂化轨道波函数方法的教学初探

<正> 杂化轨道波函数(简称杂化轨函)是杂化轨道理论的重要内容之一,如能正确地写出每个杂化轨函的表达式,就可知道参加杂化的各原子轨道对杂化轨道有多少贡献,从而为物质结构的研究提供了必不可少的信息.但求杂化轨函工作是无机结构教学中的一个难点.下面我们扼要地比较常用的几种求杂化轨函的方法并简单介绍杂化轨函构成法     

关于计算杂化轨道系数的简化方法

原子轨道杂化理论首先是由Pauling等人提出来的.现行有关文献在介绍杂化理论时,对杂化轨道系数的计算提出过许多方法,有些较嫌繁琐,有必要进行简化.鉴于这种情况,本文试图提出一种计算杂化轨道系数的简化方法.该法仅根据杂化轨道和原子轨道的空间分布,引出了几个简单公式和原则,以确定杂化轨道系数.该法所得结果与文献完全吻合.     

判断中心原子轨道杂化方式的方法

在介绍通过由分子的价电子总数判断中心原子轨道杂化方式的方法的基础上,对由分子的价电子总数判断中心原子轨道杂化方式的简便方法进行改进,探讨用不饱和度方法快速判断中心原子轨道杂化方式的方法。     

过渡金属和主族元素杂化轨道机制差异的研究

结合[Ag(NH3)2]+、[Zn(NH3)4]2+、IO5-6、IF-4等多个案例分子的结构,讨论了主族元素原子与过渡金属元素原子作为中心原子时的杂化轨道差异。结果表明:1 )中心原子属于主族元素时,杂化轨道中可以尽量多地填充孤电子对;而中心原子属于过渡金属时,杂化轨道中一般不能填入孤电子对。 2 )中心原子属于主族元素时,周围的价层电子对数量与杂化轨道数量一致;而中心原子属于过渡金属时,周围的价层电子对数量一般多于杂化轨道数量。研究结果有助于加深对杂化轨道本质的理解。
     

关于非过渡元素多原子分子中d轨道参与杂化的探讨

大家知道,原子轨道杂化在预测和说明成键作用及分子形状方面很有价值。自ⅢA族到ⅧA族元素,内层d轨道已填满电子不参与杂化,或者无内层d轨道,因此这些元素仅仅涉及外层d轨道参与杂化。本文仅就非过渡元素多原子分子中d轨道参与杂化的问题进行探讨。     

对高校化学教材中杂化轨道理论的一点认识

针对大学化学教材中杂化轨道理论难以掌握这一实际问题,对杂化轨道理论的使用方法和步骤进行了改进和简化．提出了在一定条件下,分子中的非中心原子会和中心原子一样优先采用杂化轨道方式成键的思想,并依据这一思想对杂化轨道理论进行了改进,同时利用改进后的杂化轨道结合各种实例分子,描述了构造分子骨架和判断离域多中心键的基本步骤．改进后的杂化轨道方法容易理解,易于操作,特别是处理含有离域电子的体系,效果明显,对教学和学习过程都有很好的促进和提高作用．