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分子軌道理論和光化學(xué)

化學(xué)先生 / 2019-08-24

光化學(xué)是研究在紫外或者可見光作用下進行的化學(xué)反應(yīng)的一門學(xué)科，近30年來得到了迅速的發(fā)展。激光和光譜技術(shù)的不斷發(fā)展為研究光化學(xué)過程提供了實驗手段。分子軌道理論又使得人們對光化學(xué)反應(yīng)的機理有了更深刻的認識。因此，光化學(xué)的學(xué)習(xí)離不開分子軌道理論。

1.分子軌道理論簡介

分子軌道理論是基于量子力學(xué)的理論，該理論十分復(fù)雜，計算工作量也特別大，但由于計算機的飛速發(fā)展，目前這種理論在計算化學(xué)上應(yīng)用相當普遍。

2.分子軌道理論的要點

分子軌道是由原子軌道經(jīng)線性組合面成，它與原子軌道的數(shù)量相等。分子軌道的數(shù)目與參與組合的原子軌道數(shù)目相等。Hz中的兩個H有兩個Vis,可組合成兩個分子軌道。當兩個原子軌道結(jié)合形成一個分子軌道時，參與成鍵的兩個電子并不是定城在自己的原子軌道上，而是跨越在兩個原子周圍的整個軌道(分子軌道)上的。原子軌道和分子軌道都是電子波函數(shù)的描述。

3.原子軌道只有滿足三個條件才能組成分子軌道

①對稱性匹配:原子軌道必須具有相同的對稱性才能組合成分子軌道。

②能量相近:能量相近的兩個原子軌道可以組成兩個分子軌道(成鍵軌道和反鍵軌道)，成鍵軌道能量低，反鍵軌道能量高。

③最大重疊原理:能量相近的原子軌道才能組合成有效的分子軌道。

兩個原子軌道的最大重疊，可使形成的軌道能量低，對于表示電子軌道運動的積分，其值與始態(tài)和終態(tài)空間函數(shù)的重疊及對稱性有關(guān)，始態(tài)和終態(tài)空間函數(shù)的空間重疊越大，積分項越大，此積分值越大，也就越穩(wěn)定。

4.電子在分子軌道上排布要遵循三原則

三原則就是我們熟悉的保利不相容原理、能量最低原理和洪特規(guī)則。

5. 關(guān)于軌道的對稱性

(1) 原子軌道與分子軌道的對稱性；

(2) 分子軌道的對稱性；

(3) 對稱性相同的原子軌道組成分子軌道；

(4)分子軌道分布的特點(對稱性)。

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