5.4.3环状共轭多稀的HMO法处理苯是最常见的环稀烃分子,通常认为它具有平面六边形分子骨架,每个C原子提供一个单占据的2p,轨道,形成离域π键1CH(1) CH66CHCH2六个C原子共轭,5 CH3CH 编号,CH4
5.4.3 环状共轭多稀的HMO法处理 苯是最常见的环稀烃分子,通常认为它具有 平面六边形分子骨架,每个C原子提供一个单占 据的2pz 轨道,形成离域π键。 (1)C6H6 CH CH CH CH CH CH 1 2 3 4 5 6 六个 原子共轭 C , 编号
给出分子轨道(线性变分函数)?=C11+C22+ C33+C44+C55+C66(2)直接写休克尔行列式0007=00x0+00X
给出分子轨道(线性变分函数) ψ=c1φ1+ c2φ2+ c3φ3+ c4φ4+ c5φ5+ c6φ6 (2)直接写休克尔行列式 x 1 0 0 0 1 1 x 1 0 0 0 0 1 x 1 0 0 0 0 1 x 1 0 =0 0 0 0 1 x 1 1 0 0 0 1 x
降阶解行列式,得x6+6x4+9x2- 4=0(x-1)2(x+1)2(x-2)(x+2)=0x=±1,±1,±2相应得能量为X,=-2E,=α+2βE2=E3=α+βX 2= X3=-1X4= Xs= 1E4=E=α-βXg= 2E=α-2β
降阶解行列式,得 x 6+6x4+9x2 - 4=0 (x-1)2 (x+1)2 (x-2)(x+2)=0 x=±1, ±1, ±2 相应得能量为 x1=-2 E1=α+2β x 2= x3=-1 E2=E3=α+β x4= x5= 1 E4= E5=α-β x6= 2 E6=α-2β
(3)将E或x代入久期方程解组合系数cki和分子轨道k,=1/61/2 (1+ P2+ P3+ P4+ P5+ P6)2 =1/121/2 (2,+P 2- P 3-2P 4 -甲 5+ 6)3 =1/2 (Φ2+ Φ 3-Φ 5-Φ 6)中4= 1/2 (Φ 2 -Φ 3+ Φ 5 -Φ6)5= 1/121/2 (2 甲1-P 2-Φ 3+2P 4 -甲 5-甲 6= 1/61/2 (β1-Φ2+β 3 -Φ 4+ 5 -甲 6)
(3) 将Ek 或xk 代入久期方程, 解组合系数cki和分子轨 道ψk ψ 1 =1/61/2(φ1+ φ2+ φ3+ φ4+ φ5+ φ6 ) ψ2 =1/121/2(2φ 1+ φ 2 - φ 3 -2φ 4 -φ 5+φ 6 ) ψ3 =1/2(φ 2+ φ 3 -φ 5 -φ 6 ) ψ4 = 1/2(φ 2 -φ 3+ φ 5 -φ 6 ) ψ5 = 1/121/2(2 φ 1 -φ 2 -φ 3+2φ 4 -φ 5 -φ 6 ) ψ6 = 1/61/2(φ 1 -φ 2+ φ 3 -φ 4+ φ 5 -φ 6 )
(4)结果讨论(i)T轨道能级图E.E4Es个个个个个个α2p:E, E3E,EDa = 2E, + 4E,= 2(α+2β)+4(α + β) =6α+8β
(4)结果讨论 (i)π轨道能级图 E1 E2 E3 E4 E5 E6 ED 1 2E 2 4E 2( 2 ) 4( ) 6 8 2 z p