Re: [问题] 键能与电子斥力的关系

楼主: fishing (RJ)   2017-04-15 03:39:43
深夜没事来回个文,如有说错请不吝指教。
引述原po文章讨论,惟小删一些避免版面过长。
※ 引述《andy881005 (Andy)》之铭言:
: 首先
: O-O单键,我们可以把它想成O2带-2价
: O=O双键,就是正常的O2
: 然后画出MO diagram如下:
: http://i.imgur.com/4xQ1q4o.jpg
: (1s和2s不涉及我们的讨论,所以我就没画了(文中说道的))
: 前言:当 "π(键结轨域)" 和 "π*(反键结轨域)" 都填满时,会产生一个效应叫做 "ant
: ibonding effect",简单来说就是会让键能降低的一个效应
正确来说,只要π键结轨域有电子就会有键结效应(bonding effect)
π*反键结轨域有电子就会有反键结效应(antibonding effect)
另外,这里补充个键序(bond order)的概念:
Bond order = 0.5*(键结轨域电子数-反键结轨域电子数)
Bond order 简单来说就是两个原子间有几根键的概念。
从公式中可以发现,键结轨域中的电子会增加b.o.,反键结电子减少b.o.。
可以说成是文中所谓的键结效应跟反键结效应。
: 文章中还提到
: Comparing the π-type overlap
:
: The larger the splitting of the ππ and π*π*MOs, the larger the net antibon
: ding effect will be.
:
: And as we found out earlier, this quantity decreases down the group; meaning t
: hat the net ππ-type antibonding effect also weakens going down the group.
: 简单翻译一下大概就是,同族元素中越往下产生的antibonding effect就越小 (小弟浅见
: 认为
: 应该可以用半径来解释)
因为同一族越往下,p轨域因为较大,电子密度较为分散
导致p轨域重叠的程度较越上面的原子为弱
键结轨域与反键结轨域的能量差较小,键结与反键结效应对键能影响较小。
另外,虽然在大学初阶化学课程,通常课本会这样写:
当键结与反键结轨域电子数相同时,键结与反键结效应会互相抵销。
这是根据能量守恒定律所下的结论,也就是反键结轨域较原来的原子轨域提高多少能量
,键结轨域就必须较原来的原子轨域低相同的能量。
但是,实际上却不是如此。就量子化学的计算结果来说,
反键结轨域的不稳定程度会比键结轨域的稳定程度来的大。
也就是说,反键结轨域被提升的能量大于键结轨域被降低的能量。
所以即便O-O、S-S的πb.o.=0,两者仍然会受到不同程度的π*反键结效应影响。
故综上,键能S-S > O-O
: 至于在双键时为什么又变成O=O > S=S?
: 在解答的最下面提到
: How about the double bonds?
:
: Since there are only two electrons in the π*π*MOs as compared to four in the
: ππMOs, overall the ππ and π*π* orbitals generate a net bonding effect.
: 在O2中π*轨域的电子没有填满,所以在这里反而产生了一个效应叫做bonding effect (
: 个人理解应该是antibonding effect的相反?所以不会有斥力的产生) (不知道和李大伟教
: 授在影片提到的顺磁性有没有关系)
考虑π、π*两轨域:因为b.o.=1 (只计算π),所以会有一支π键。
成键情况下,引力肯定大于斥力。
顺磁性paramagnetism与逆磁性diamagnetism:
凡是分子轨域中具有为配对电子者称为顺磁性;反之,为逆磁性。
顺逆磁性与键结/反键结效应无关。
: 所以在σ和π轨域的能量 O都大于S (一样还是用半径比较:O<S,所以键长O<S,键能O>S)
: 就可以知道键能 O=O > S=S了
MO实在是很难理解的一个理论阿><
作者: WasHenryTsen (WasHenry0101)   2017-04-15 04:01:00

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