Giới kiện lý luận
Hóa học thuật ngữ
Giới kiện lý luận valence-bond theory, một loại đạt được phần tửSchrodinger phương trìnhXấp xỉ giải xử lý phương pháp. Lại xưng điện tử ghép đôi pháp. Trong lịch sử sớm nhất phát triển lênLiên kết hoá học lý luận.Này trung tâm tư tưởng là nguyên tử gian lẫn nhau tiếp cận quỹ đạo trùng điệp, nguyên tử gian xài chung sự quay tròn tương phản điện tử đối sử năng lượng hạ thấp mà thành kiện.[1]
- Tiếng Trung danh
- Giới kiện lý luận
- Ngoại văn danh
- valence-bond theory
- Đừng danh
- Điện tử ghép đôi lý luận, VB Theory
- Người đề xuất
- Nước Đức nhà hóa học Heitler cùng London
- Đưa ra thời gian
- 1927 năm
- Ứng dụng ngành học
- Hóa học
Mục lục
1927 năm W.H.Hải đặc lặcCùng F.W. Luân Đôn lần đầu hoàn thành hydro phần tử trungĐiện tử đối kiệnLượng tử cơ học xấp xỉ xử lý, đây là cận đại giới kiện lý luận cơ sở. L.C. Bào lâm chờ thêm hùng diễn lấy phát triển, dẫn vàoTạp hóa quỹ đạoKhái nhã chiếu bảng niệm, tổng hợp thành giới kiện lý luận, thành công mà ứng dụng vớiSong nguyên tử phần tửCửa hàng bá ba xú cay cùngNhiều nguyên tử phần tửKết cấu.
Giới kiện lý luận cùng nhà hóa học sở quen thuộc kinh điển điện tử đối kiện khái niệm tương ăn khớp, vừa xuất hiện phải đến nhanh chóng phát triển. Nhưng giới kiện lý luận tính toán tương đối phức tạp, khiến cho sau lại phát triển thong thả. Khốc tuần ngài theo tính toán kỹ thuật ngày càng đề cao, nên lý luận còn sẽ có tân phát triển.
1927 năm, Heitler cùng London dùng lượng tử cơ học xử lýHydroXác hạ muội phần tử H2,Giải quyết hai cái hydro nguyên tử chi gian liên kết hoá học bản chất vấn đề, sửCộng giới kiện lý luậnTừ điển hình Lewis lý biện hãn lang thiếu luận phát triển đến nay chỉ nhã khương thiên hiện đại cộng giới kiện lý luận.
Thức trungrA1,rB1Vì hạch A, B cùng điện tử 1 chi gian khoảng cách;r12Vì hai cái điện tử chi gian khoảng cách;RABVì hai cái hạt nhân nguyên tử chi gian khoảng cách……
1/RABTỏ vẻ hai cáiHạt nhân nguyên tửChi gian thế năng ( hydro hạch cùng điện tử điện tích toàn vì 1Điện tích cơ bảnĐơn vị ); 1/rA1,1/rB1,…Cũng là thế năng; diệp là Laplace tính phù.
Hải đặc lặc － Luân Đôn phương pháp yếu điểm ở chỗ như thế nào thỏa đáng mà lựa chọn sử dụngCơ tháiH2Xấp xỉSóng hàm sốΨ( 1, 2 ) ( hoặc xưng nếm thử sóng hàm số ), sau đó dùng biến phân công thức sử hydro phần tử năng lượngEVì thấp nhất ( giả địnhΨLàVề một hóa):
Thức trung * tỏ vẻ số nhiều cộng ách. Suy xét hai cáiHydro nguyên tửTạo thành hệ thống, nếu hai cái hydro nguyên tử A ( có điện tử 1 ) cùng B ( có điện tử 2 ) cơ thái sóng hàm số vì:
φA⑴=πexp(-rA1 )
φB⑵=πexp(-rB2 )
Φ1 ( 1,2 ) =φA⑴φB⑵
Trên thực tế hai cái điện tử là không thể phân chia. Đồng dạng thích hợp hàm số là:
Φ2 ( 1,2 ) =φB⑴φA⑵
Hai cái hàm sốΦ1 cùngΦ2 đều đối ứng tương đồngNăng lượng.Hải đặc lặcCùng Luân Đôn liền lấy hai cái hàm số chờ quyền tuyến tính tổ hợp làm H2 biến phân hàm số:
Ψ( 1,2 ) =c1Φ1+c2Φ2
Thức trung
sXưngNguyên tử quỹ đạoTrùng điệp tích phân. Tính ra năng lượng công thức trung các hạng, tích phân đến:
Thức trungQ,J,sĐều làRHàm số. Nếu dùng ΔE± tỏ vẻ phần tử năng lượng cùng hai cái chia lìa năng lượng nguyên tử lượng chi kém:
ΔE± chính là phần tử tương đối với chia lìaNguyên tửNăng lượngBằng không khi năng lượng. Bởi vìH11CùngH12Đều là phụ lượng,Ψ+ thái soΨ- thái năng lượng càng thấp, ΔE+Đường congTổng ở vào ΔE- đường cong phía dưới. ΔE+ đường cong có cực tiểu giá trị, tỏ vẻ hình thành ổn định H2.Ở cân bằng hạch khoảng thời gianRe=0.87 ai, tính toán được đếnLy giải có thểDe=3.14Điện tử phục( hoặc xưngNăng lượng liên kết). Cùng thực nghiệm giá trịRe=0.742 ai,De=4.75 điện tử phục lược có khác biệt, này phản ánhHải đặc lặc－ Luân Đôn pháp xấp xỉ trình độ. ΔE- ởRGiảm nhỏ khi vẫn luôn lên cao.Ψ+ xưng hải đặc lặc - Luân Đôn hàm số, miêu tảH2Cơ thái,Ψ- miêu tả bài xích thái.
Nếu suy xétSự quay tròn,Dựa theoPhao lợi nguyên lý,Cần thiết sử phần tửSóng hàm sốĐối điện tử trao đổi làPhản đối xưng.TắcΨ+ cần thiết thừa lấy phản đối xưng sự quay tròn hàm số mà cấp xuất từ toànĐơn trọng thái:
Ψ+ thái miêu tả H2Cộng giới kiện,Trong đóĐiện tử sự quay trònLà ghép đôi, cố xưng cộng giới kiện vìĐiện tử đối kiện.
Điện tử mật độPhân bố có thể trợ giúp lý giải cộng giới kiện bản chất. Từ sóng hàm sốΨ± xuất phát có thể tính toán tổng điện tử mật độ vì hai cái đơn điện tử tỷ lệ mật độP±⑴ cùngP±⑵ cùng thừa lấy điện tử lượng điện (a,u). Điểm (x,y,z) chỗ tổng điện tử mật độ vì:
= ⑴
Thức trungrA,rBPhân biệt tỏ vẻ từ điểm (x, y, z) đến hạch A cùng B khoảng cách. Từρ+ đường cong có thể thấy được, điện tử điện tích từ hạch ngoại khu dời về phía hai hạch chi gian khu vực, tương đương với điện tử đồng thời hấp dẫn hai hạch, cho nên hạ thấp thế năng. Từ thức ⑴ cũng biết, haiHạt nhân nguyên tửCàng tiếp cận, trùng điệp tích phân càng đại, điện tích ở hạch gian khu càng dày đặc, cũng tứcCộng giới kiệnCàng vững chắc ( lớn nhất trùng điệp nguyên tắc ). Nhưng hạt nhân nguyên tử càng tiếp cận, hạch bài xích có thể cùng điện tử bài xích có thể cũng đồng thời gia tăng, cho nên hydro phần tử có nhất ổn định cân bằng hạch khoảng thời gian.Ψ- thái điện tử điện tích từ hạch gian khu dời về phía hạch ngoại khu, khiến cho hạch gian che chắn giảm bớt,Năng lượngLên cao, hình thành bài xích thái.
Điện tử điện tích ở hai hạch gian dày đặc, ảnh hưởng phần tử bình quân động năng 〈T〉 hoà bình thế cân bằng có thể 〈V〉. Vì thâm nhập lý giải cộng giới kiện bản chất, ấnSong nguyên tử phần tửDuy định lýTính toán ra 2 〈T〉 cùng 〈V〉:
Lại phần tử tổng năng lượngE=〈T〉+〈V〉. Như đã biếtETùyRThay đổi ( dE/dR), tắc đến:
<T>=-【E+R(dE/dR) 】
<V>=2E+R(dE/dR)
Đương hạch khoảng thời gian giảm bớt khi, điện tử cùng hạch hấp dẫn bình quân thế năng hạ thấp, nhưng điện tử bài xích có thể bình quân giá trị gia tăng, hạch bài xích có thể cũng gia tăng. Hạch khoảng thời gian đạt tới mỗ một giá trị ( 1.401a0,a0 vìBohr bán kính) khi, bình quân tổng thế năng đạt tới cực tiểu giá trị, điện tử đem tại đâyThế bẫyTrung vận động, lúc này, dE/dR=0, bình quân động năng tương đương bình quân tổng thế năng giá trị âm một nửa, hydro phần tử tổng năng lượng tắc vì thế năng bình quân giá trị một nửa.
Xử lý hydro phần tử phương pháp
Giới kiện lý luận làHải đặc lặcLuân Đôn xử lý hydro phần tử phương pháp mở rộng, yếu điểm như sau: ① nếu haiNguyên tử quỹ đạoCho nhau trùng điệp, hai cái quỹ đạo thượng các có một cái điện tử, thảĐiện tử sự quay trònPhương hướng tương phản, tắc điện tử ghép đôi cấp raĐơn trọng thái,Hình thành một cáiĐiện tử đối kiện.② hai cái điện tử lẫn nhau ghép đôi sau, không thể lại cùng cái thứ ba điện tử ghép đôi, đây làCộng giới kiệnBão hòa tính.③ tuần hoàn lớn nhất trùng điệp nguyên tắc, cộng giới kiện dọc theo nguyên tử quỹ đạo trùng điệp lớn nhất phương hướng thành kiện. Cộng giới kiện cóPhương hướng tính.Nguyên tử quỹ đạo thông thường ở nào đó riêng phương hướng thượng có cực đại, chỉ có tại đây phương hướng vào quỹ đạo gian mới có lớn nhất trùng điệp mà hình thành cộng giới kiện. Bất đồng nguyên tử quỹ đạo có bất đồng thành năng lượng tạo ra do quá trình tạo phân tử lực. Nguyên tử quỹ đạo cực đại làm nguyên tử quỹ đạo thành năng lượng tạo ra do quá trình tạo phân tử lực độ lượng, bào lâm cấp ra s, p, d, f chờ nguyên tử quỹ đạo thành năng lượng tạo ra do quá trình tạo phân tử lực theo thứ tự vì 1, 6, 10, 14. ỞChủ lượng tử sốTương đồng khi, thành năng lượng tạo ra do quá trình tạo phân tử lực lớn quỹ đạo hình thànhCộng giới kiệnSo vững chắc.
Hydro phần tử trung liên kết hoá học
Lượng tử cơ học tính toán cho thấy, hai cái cóĐiện tử cấu hìnhH lẫn nhau tới gần, hai cái 1s điện tử lấySự quay trònTương phản phương thức hình thành điện tử đối, sử hệ thống năng lượng hạ thấp. Hút nhiệt, tức phá hư H2Kiện muốn hút nhiệt ( hấp thu năng lượng ), này nhiệt lượng D lớn nhỏ cùng H2Phần tử trungNăng lượng tạo ra do quá trình tạo phân tửCó quan hệ. Tính toán còn cho thấy, nếu hai cái 1s điện tử bảo trì lấy tương đồng sự quay tròn phương thức, tắc r càng nhỏ, V càng lớn. Lúc này, không hình thành liên kết hoá học. H2Trung liên kết hoá học có thể cho rằng làĐiện tử sự quay trònTương phản thành đôi, sử hệ thống năng lượng hạ thấp. TừĐiện tử vânGóc độ suy xét, nhưng cho rằng H 1s quỹ đạo ở hai hạch gian trùng điệp, sử điện tử ở hai hạch gian xuất hiện tỷ lệ đại, hình thành điện âm khu, hai hạch hấp dẫn hạch gian điện âm khu, sử H kết hợp ở bên nhau.
Đem đối H2Xử lý kết quả mở rộng đến cái khác phần tử trung, hình thành lấy lượng tử cơ học làm cơ sở giới kiện lý luận[1]( V. B. Pháp ).
Cộng giới kiện hình thành
A,B hai nguyên tử các có một cái thành đơn điện tử, đương A,B lẫn nhau tiếp cận khi, hai điện tử lấySự quay trònTương phản phương thức kết thành điện tử đối, tức hai cái điện tử nơiNguyên tử quỹ đạoCó thể lẫn nhau trùng điệp, tắc hệ thống năng lượng hạ thấp, hình thành liên kết hoá học, đó là một đôi điện tử tắc hình thành một cáiCộng giới kiện.
Hình thành cộng giới kiện càng nhiều, tắc hệ thống năng lượng càng thấp, hình thành phần tử càng ổn định. Bởi vậy, các nguyên tử trung chưa thành đối điện tử tận khả năng nhiều địa hình thành cộng giới kiện.Xứng vị kiệnHình thành điều kiện: Một loại nguyên tử trung cóCô đối điện tử,Mà một khác nguyên tử trung có nhưng cùng đối điện tử nơi quỹ đạo lẫn nhau trùng điệp không quỹ đạo. ỞXứng vị hoá chấtTrung, thường xuyên nhìn thấy xứng vị kiện. Ở hình thành cộng giới kiện khi, đơn điện tử cũng có thể từ đối điện tử tách ra mà được đến. Nhưng là không thể lý giải vì xứng vị kiện chính là một loại đặc thù cộng giới kiện.
Phương hướng tính cùng bão hòa tính
Cộng giới kiệnSố lượng từ nguyên tử trung đơnĐiện tử sốQuyết định ( bao gồm vốn có cùng kích phát mà sinh thành. Tỷ như: O có hai cái đơn điện tử, H có một cái đơn điện tử, cho nên kết hợp thànhThủy phân tử,Chỉ có thể hình thành 2 cái cộng giới kiện; C nhiều nhất có thể cùng H hình thành 4 cái cộng giới kiện. Nguyên tử trung đơn điện tử số quyết định cộng giới kiện số lượng. Tức vì cộng giới kiệnBão hòa tính.
CácNguyên tử quỹ đạoỞ không gian phân bố là cố định, vì thỏa mãn quỹ đạo lớn nhất trùng điệp, nguyên tử gian thành cộng giới kiện khi, đương nhiên muốn có phương hướng tính.
Cộng giới kiện kiện hình phân loại
Thành kiện hai cái nguyên tử gian liền tuyến xưng làKiện trục.Ấn thành kiện cùng kiện trục chi gian quan hệ,Cộng giới kiệnKiện hình chủ yếu vì hai loại:
a)σ kiện
σ kiện đặc điểm: ĐemThành kiện quỹ đạo,Dọc theo kiện trục xoay tròn tùy ý góc độ, đồ hình cập ký hiệu đều bảo trì bất biến. Tức kiện quỹ đạo đối kiện trục trình hình trụ hình đối xứng, hoặc kiện trục là n trọng trục. Nhưng nhớ vì “Đầu chạm trán”.
b)π kiện
π kiện đặc điểm: Thành kiện quỹ đạo quay chung quanh kiện trục xoay tròn 180° khi, đồ hình trùng hợp, nhưng ký hiệu tương phản.
π kiện tham số: Liên kết hoá học hình thành tình huống, hoàn toàn nhưng từ lượng tử cơ học tính toán đến ra, tiến hành định lượng miêu tả. Nhưng thông thường dùng mấy cái lượng vật lý tăng thêm miêu tả, này đó lượng vật lý xưng là kiện tham số. Nhưng nhớ vì “Vai sát vai”.
AB(g) —— A(g) + B(g) H = EAB= DAB
Đối vớiSong nguyên tử phần tử,Phân ly có thểDABTương đương năng lượng tạo ra do quá trình tạo phân tử EAB,Nhưng đối vớiNhiều nguyên tử phần tử,Tắc phải chú ý phân ly có thể cùng năng lượng tạo ra do quá trình tạo phân tử khác nhau cùng liên hệ. Mặt khác, tương đồng kiện, ở bất đồng hoá chất trung,Kiện trườngCùng năng lượng tạo ra do quá trình tạo phân tử không bằng nhau. Tỷ như, CH3OH trung hoà C2H6Trung đều có C-H kiện, mà chúng nó kiện trường cùng năng lượng tạo ra do quá trình tạo phân tử bất đồng.
Là phần tử trung kiện cùng kiện chi gian góc ( ở nhiều nguyên tử phần tử trung mới đề cập kiện giác ).
Lại như: CO2Trung, O-C-O kiện giác vì 180°, tắc CO2Phần tử vì thẳng tắp hình.
Cho nên, là quyết định phần tử bao nhiêu cấu hình quan trọng nhân tố.
