H2分子两种状态的φ|2和原子轨道重叠示意图 1P2 基态 排斥态 B B 概率密度增加 概率密度减少 能量降低 能量升高
由此可见,共价键的本质是电性的,这是经典的 静电理论没法解释的。因为静电理论不能说明为什 么互相排斥的电子在形成化学键时反而会集中在两 个原子核之间。然而根据量子力学原理,氢分子的 基态所以能成键,是由于两个氢原子轨道v1都是正 值,互相叠加后可以使两个原子核间的电子云密度 增加,在两核间形成一个概率密度最大的区域。这 种现象叫做原子轨道的重叠
由此可见,共价键的本质是电性的,这是经典的 静电理论没法解释的。因为静电理论不能说明为什 么互相排斥的电子在形成化学键时反而会集中在两 个原子核之间。然而根据量子力学原理,氢分子的 基态所以能成键,是由于两个氢原子轨道 ψ1s都是正 值,互相叠加后可以使两个原子核间的电子云密度 增加,在两核间形成一个概率密度最大的区域。这 种现象叫做原子轨道的重叠
重叠的结果,一方面降低了两个核间的正电排 斥,另一方面又增大了两个核对电子云密度最大区 域的吸引,这都有利于体系势能降低,有利于形成 稳定的化学键。这种化学键的强度可由离解能的大 小来标志。对不同的双原子分子来说,两个原子轨 道重叠的部分越大,键越牢固,离解能也越大,分 子也越稳定。 而氢分子的排斥态则相当于两个氢原子轨道的 相减,从而在两核之间出现了一个空白区域,增大 了两个核的排斥能,因而体系的能量升高而不能成 键
重叠的结果,一方面降低了两个核间的正电排 斥,另一方面又增大了两个核对电子云密度最大区 域的吸引,这都有利于体系势能降低,有利于形成 稳定的化学键。这种化学键的强度可由离解能的大 小来标志。对不同的双原子分子来说,两个原子轨 道重叠的部分越大,键越牢固,离解能也越大,分 子也越稳定。 而氢分子的排斥态则相当于两个氢原子轨道的 相减,从而在两核之间出现了一个空白区域,增大 了两个核的排斥能,因而体系的能量升高而不能成 键
2现代价键理论 现代价键理论又叫电子配对法,简称V法。它的 基本论点是: (1)电子配对原理 (2)能量最低原理 (3)原子轨道最大重叠原理
2 现代价键理论 现代价键理论又叫电子配对法,简称VB法。它的 基本论点是: (1) 电子配对原理 (2) 能量最低原理 (3) 原子轨道最大重叠原理
(1)电子配对原理 自旋相反的成单电子相互接近时,可以形成稳定 的化学键。假如原子A和原子B各有一个未成对的电 子而且自旋相反,则原子A和原子B可以互相配对形 成共价单键。如果A和B各有两个或三个未成对的自 旋相反的电子,则能两两配对形成共价双键或叁键 如果A原子有两个未成对的电子,而B原子只有一个 未成对的电子,则A原子就能和两个B原子化合成AB2 型分子。 8N·+N:=:N:N: H·+cO·+·H=H::H
(1)电子配对原理 )电子配对原理 自旋相反的成单电子相互接近时,可以形成稳定 的化学键。假如原子A和原子B各有一个未成对的电 子而且自旋相反,则原子A和原子B可以互相配对形 成共价单键。如果A和B各有两个或三个未成对的自 旋相反的电子,则能两两配对形成共价双键或叁键。 如果A原子有两个未成对的电子,而B原子只有一个 未成对的电子,则A原子就能和两个B原子化合成AB2 型分子。 N + N = N N H + + O H = H O H