※ [本文转录自 cafeL 信箱] 作者: [email protected] ([email protected]) 标题: 键结与分子形状之判断 各方法的比较 时间: Fri Mar 18 23:19:08 2005 作者: buteo (Bird Man) 看板: RongYi 标题: 键结与分子形状之判断..各方法的比较(去年打的) 时间: Fri Mar 18 02:02:34 2005 高中到大学普化 我们学到描述键结与分子模型主要有三大方法... 1. Lewis Structure.VSEPR (路易士结构与价壳层电子对互斥理论) 2. Valence Bond(简称VB).Hybrid Orbital (价键理论与混成轨域) 3. Molecular Orbital(简称MO) (分子轨域) (前两者在高中的范畴内..MO是普化的内容..) 这三个方法各有千秋 在化学上同样都扮演了重要的角色 以下就开始逐一介绍 ----------------------------------------------------------------------------- 1. Lewis Structure.VSEPR (路易士结构与价壳层电子对互斥理论) 介绍: 路易士结构与VSEPR是我们最早接触描述键结与分子模型的工具 路易士结构是将外围价电子标出(通常是s.p轨域) 并尽可能的去满足八隅体规则 而配合VSEPR可以做出分子形状与键结电子对.孤对电子对数的预测 (关於VSEPR中心原子的判定可见之前的文章) 长处： 这是我们预测分子形状最快.而且最简便的方法 短处： Lewis structure.VSEPR对於参与键结的电子是何种轨域里的没有明确说明 (路易士结构外围八个价电子是无分s.p的) 对於键结的性质难以了解... ----------------------------------------------------------------------------- 2. Valence Bond(简称VB).Hybrid Orbital (价键理论与混成轨域) 介绍： 价键理论保留了路易式电子结构的电子对概念 它将键结视做固定的原子轨域与原子轨域叠加 (课本里有两个轨域叠在一起的图 里面填入键结电子就是价键理论的示范) 而鲍林再提出混成的概念 把价键理论更延伸发展 长处： 这个方法除了分子形状以外 对於键结的性质(例如键解离能)有了更精确的描述 配合上混成轨域的加强 已经足以应付一般化学键结的问题 短处： 在解释光谱.磁性上 价键理论还是有所不足 会出现所谓的"例外" ----------------------------------------------------------------------------- 3. Molecular Orbital(简称MO) (分子轨域) 介绍： 分子轨域其实和价键理论是很类似的 它们都是以波函数来描述轨域 最大的不同之处在於价键理论是将轨域定域化(localize) 而分子轨域则是将轨域非定域化(delocalize) MO认为当原子与原子产生键结时 原来的原子轨域彼此会有作用力而产生轨域能量变化 而我们便将这些轨域称作分子轨域(molecular orbital) 填入分子轨域的电子是属於整个分子的 (原来价键理论的键结电子是属於两个键结原子的) 不过可以想像 当作用的轨域变多时 分子轨域复杂度会急遽的上昇 我们通常运用的方式是利用linear combination of atomic orbitals(LCAO) 也就是将分子轨域视做原子轨域的线性组合 长处： MO的特点是在对於光谱学上的性质能做一个很好的诠释 例如游离.电子跃迁.转换能阶都会有光线的放出或吸收 MO通常都能成功描述其光谱的谱线 当然啦 能解释磁性也是特点之一 短处： 纵使利用LCAO的方式简化 但是分子轨域的复杂性还是相当的高 3.4个原子以上的分子轨域图已经不是一般人用简单计算可以算出的 通常需要电脑下去跑才可以 俊毅Bird Man -- 去年参考"Chemical Structure and Bonding"整理的 ^^ --

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