第三章:共价键和双原子分子的结构 原子间相互作用大致可分为以下几类: (1)两个闭壳层的中性原子,例如He-He,它们之间是范德华引力作用。 (2)两个开壳层的中性原子,例如-H,它们之间靠共用电子对结合称为“ 共价键”。 (3)一个闭壳层的正离子与一个闭壳层的负离子,例如Na+.CI,之间是 静电相互作用,称之为“离子键”。 (4)一个开壳层离子(一般是正离子)与多个闭壳层离子(或分子),例如过 渡金属配合物M+X)m,之间形成配位键(属共价键范围)。 (⑤)许多金属原子聚集在一起,最外层价电子脱离核的束缚,在整个金属 固体内运动—金属键。 讨论这些成键原理的理论称化学键理论
11 (1) 两个闭壳层的中性原子,例如 He-He,它们之间是范德华引力作用。 (2) 两个开壳层的中性原子,例如H-H,它们之间靠共用电子对结合称为“ 共价键” 。 (3) 一个闭壳层的正离子与一个闭壳层的负离子,例如 Na+ - Cl-,之间是 静电相互作用,称之为“离子键” 。 (4) 一个开壳层离子(一般是正离子)与多个闭壳层离子(或分子),例如过 渡金属配合物 Mn + (X- )m, 之间形成配位键(属共价键范围)。 (5) 许多金属原子聚集在一起,最外层价电子脱离核的束缚,在整个金属 固体内运动——金属键。 原子间相互作用大致可分为以下几类: 第三章:共价键和双原子分子的结构 讨论这些成键原理的理论称化学键理论
第三章:共价键和双原子分子的结构 二、化学键理论简介 从二十世纪初发展至今,化学键理论已形成三大流派: 分子轨道理论(Molecular Orbital)、 价键理论Valence Bond) 密度泛函理论(Density Functional Theory)。 1.分子轨道理论: 从20世纪30年代初,由Hund,Mulliken,Lennard-.Jones开 创,Slater,Hiickel,PopIe:发展至今。该方法的分子轨道具有 较普通的数学形式,较易程序化。 六十年代以来,随着计算机的发展,该方法得到了很大的 发展。如Pople等研制的Gaussian.从头计算程序,已成为当今研 究化学键理论的主流方法
12 从二十世纪初发展至今,化学键理论已形成三大流派: 分子轨道理论(MolecularOrbital)、 价键理论(Valence Bond) 密度泛函理论(Density Functional Theory)。 二、化学键理论简介 1. 分子轨道理论: 从20世纪30年代初,由Hund,Mulliken,Lennard-Jones开 创,Slater,Hückel,Pople发展至今。该方法的分子轨道具有 较普通的数学形式,较易程序化。 六十年代以来,随着计算机的发展,该方法得到了很大的 发展。如Pople等研制的Gaussian从头计算程序, 已成为当今研 究化学键理论的主流方法。 第三章:共价键和双原子分子的结构
第三章:共价键和双原子分子的结构 2.价键理论(VB): 三十年代由Heitler-London、Pauling、Slater等创立的化 学键理论,VB很重视化学图像。 价键波函数采用可能形成化学键的大量共价结构和少量离 子结构形成键函数, 通过变分计算得到状态波函数和能量。 例如苯分子的π电子可形成以下多种共振结构 13 图苯分子的多种共振结构图
13 三十年代由Heitler-London、Pauling、Slater等创立的化 学键理论,VB很重视化学图像。 价键波函数采用可能形成化学键的大量共价结构和少量离 子结构形成键函数, 通过变分计算得到状态波函数和能量。 例如苯分子的π电子可形成以下多种共振结构. 图 苯分子的多种共振结构图 2.价键理论(VB): 第三章:共价键和双原子分子的结构
1954年获诺贝尔化学奖 The Nobel Prize in Chemistry 1954 "for their theories,developed independently, concerning the course of chemical reactions" 由于他对化学键本质的研究及把它应用 到复杂物质结构的解释做出了卓越贡献而获 得1954年诺贝尔化学奖 USA California Institute of Technology Pasadena.CA.USA (Linus Carl Pauling,1901~1994 14
14 The Nobel Prize in Chemistry 1954 "for their theories, developed independently, concerning the course of chemical reactions" 由于他对化学键本质的研究及把它应用 到复杂物质结构的解释做出了卓越贡献而获 得1954年诺贝尔化学奖 USA California Institute of Technology Pasadena, CA, USA (Linus Carl Pauling, 1901~ 1994 ) 1954年获 诺贝尔化学奖
第三章:共价键和双原子分子的结构 3.密度泛函理论(DFT) Density Functional Theory DFT是1964年由Kohn等提出,Elis、Lee-Yang Par等发展、九十年代流行的一种化学键理论。 在DFT中,用电荷密度函数代替单电子波函数描 述体系的状态,在解Schr心dinger方程时,用统计方法 代替交换积分计算,因而取得了计算时间短、精度高 的效果,特别适用重原子,多原子体系
15 DFT是1964年由Kohn等提出,Ellis 、 Lee-YangParr 等发展、九十年代流行的一种化学键理论。 3.密度泛函理论(DFT) Density Functional Theory 第三章:共价键和双原子分子的结构 在DFT中,用电荷密度函数代替单电子波函数描 述体系的状态,在解Schrödinger方程时,用统计方法 代替交换积分计算,因而取得了计算时间短、精度高 的效果,特别适用重原子,多原子体系