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论述价键理论和分子轨道理论说明O2

1.论述价键理论和分子轨道理论说明O
2、N
2
分子的结构和稳定性的基本思路,
两种理论的优点及不足之处。

答:价键理论(简称VB法)认为两个原子相互靠近形成分子时,原子的价层电子轨道发生最大程度的重叠,使体系的能量降低,价层轨道中自旋相反的成单电子相互靠近配对,从而稳定成键。

共价键按原子轨道重叠方式不同,可分为σ键和π键(1分),N
2
分子中,两个N原子各以一个含有单电子的p轨道以头碰头的方式重叠形成σ键,另外
两对含有单电子的p轨道以肩并肩的方式重叠形成π键,所以N
2
分子中两个氮原子是两个π键和一个σ键连接,非常稳定。

O
2
分子中,两个O原子各以一个含有单电子的p轨道以头碰头的方式重叠形成σ键,另外一对含有单电子的p轨道以肩并肩的方式重叠形成π键,所以
O 2分子中两个氧原子原子是一个π键和一个σ键连接,没有N
2
稳定。

分子轨道理论(简称MO法)着重于分子的整体性,把分子作为一个整体来
处理,比较全面地反映了分子内部电子的各种运动状态。

描述分子中电子运动状态的函数称为分子轨道。

分子轨道有原子轨道先行组合而来。

电子属于整个分子,电子在分子轨道填充,能量最低的状态即分子的结构。

O
2
的分子轨道:

1s )2 (σ*
1s
)2 (σ
2s
)2 (σ*
2s
)2 (σ
2p x
)2 (π
2p y
)2 (π
2p z
)2 (π*
2p y
)1 (π*
2p z
)1
N
2
的分子轨道:

1s )2 (σ*
1s
)2 (σ
2s
)2 (σ*
2s
)2 (σ
2p x
)2 (π
2p y
)2 (π
2p z
)2
N 2分子的键级为3,O
2
分子的键级为2。

所以N
2
分子比氧气分子要稳定。

价键理论解决结构问题比较直观,计算比较简单,但其只考虑原子价层轨道
对成键的影响,不够全面,比如O
2
分子的磁性用价键理论就难以解释;分子轨道理论能较好地解释分子成键的情况、键的强弱和分子的磁性,但计算难度及工作量太大。

1。

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