成键电子数怎么算

河南民生频道大参考 2024-06-17 10:32:57

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又称键序，是分子轨道法中表示相邻的两个原子成键强度的一种数值。对双原子分子来说，把成键电子数与反键电子数的差值的一半，称为键级。在形成共价键时，成键轨道上的电子称为成键电子，它使体系的能量降低，有利于形成稳定的键;反键轨道上的电子称作反键电子，它使体系的能量升高，不利于形成稳定的键。可见，键级是衡量化学键相对强弱的参数，键级愈大，键愈稳定，若键级为零，则不能成键。 [1] 中文名键级外文名bond order别名键序学科物理、化学同类名词键长、键能、键矩研究原子目录1 简介2 键级定义式3 键级计算▪ 分子轨道法▪ 电子空位对假说▪ 休克尔分子轨道法简介编辑在量子力学的范畴内，键级是难以观测的，因此，无法用唯一的方法来给它下定义。然而，对于化学家来说，键级是一种非常有用的模型。多原子分子的键级定义首先是由柯尔逊(coulsoll)提出来的，他以休克尔分子轨道理论(hmo)为背景，几乎在每一种量子化学标准教科书中，都有hmo理论的详细阐述。可是，在皮拉(iplar)的科效书中，关于键级的讨论却独树一帜，采用了别致的原子轨道线性组合分子轨道(l**一mo)的矩阵公式.科尔逊关于键级的定义，只有当假定原子轨道(ao)是相互正交的以及被考虑的每个原子仅供一个原子轨道时方可应用。这些近似通常来自休克尔和帕里瑟一帕尔一波普尔(par**er一parr一pople)的 ji 一电子理论。魏伯格(vitberg)第一个提出了不包括ji 一电子的键级定义，他采用键指标(bondindex)来代替键级(bondorder)。以这些先驱的工作为基础，阿姆斯特朗(armstrong)等人提出了分子中原子的化合价的定义。可是，这些键级和化合价的定义都局限于原子轨道的正交归一集一合之中。在从头计算法(abiniito)或者在以扩展休克尔理论(ehmo)为基础的那些方法中，将不必假定原子轨道的正交性，即考虑原子轨道间的重迭现象。迈耶(mayer)提出了非正交基集情况下，键级的近似定义。迈耶的键级和化合价定义是以密立根(mulilke)n布居分析法为基础的 [2] 键级定义式编辑在现代化学领域中，键级是一个很有用的模型。键级的定义首先是coulson 在huckel的mo理论中给出的，随后根据理论的发展，已有几种键级的定义，各作者提出的键级定义式分别是：coulson键级：pab= ；wiberg键级：wab= ；mulliken键级：mab= ；mayer键级：bab= ；对闭壳层体系，（2）~（4）式中的阵，其矩阵元。 [3] 键级计算编辑分子轨道法传统的分子轨道理论(简写为mo)认为，双原子分子在形成分子的过程中，各个原子的原子轨道按照成键三原则组合成分子轨道，比其原子轨道能量低的分子轨道称为成键轨道(j)；能量高于其原子轨道的分子轨道称为反键轨道(j* )；与其能量相近的分子轨道称为非键轨道。排布在这三种分子轨道上的电子相应称为成键电子、反键电子和非键电子。成键电子数减去反键电子数即为净成键电子数。键级的定义可记作：键级=（成键电子数-反键电子数)/2计算分子的键级，可采用原子轨道线性组合为分子轨道法，即：(1)写出单电子薛定谔方程；(2)按照成键三原则，用原子轨道线性组合为分子轨道法选择试探性变分函数；(3)应用变分法建立久期方程及久期行列式并确定能量；(4)求系数确定体系的状态；(5)按能量的高低，画出能级图；(6)按能量最低原则，泡利不相容原理和洪特规则在分子轨道中填充电子；(7)求出成键轨道和反键轨道的电子数，代入公式计算键级。电子空位对假说电子空位对假说(简写为eo)认为，分子中原子通过得失与交换电子而键合起来，对此电子和空位同样起着重要的作用和影响。电子少空位多交换效益并不高；反之，电子多而空位少，实际交换效益也不高。最好是电子数和空位数尽量靠拢，成双结对，称为电子空位对，这种电子空位对数越多，成键数目就越多，成键能力也就越强。从中可看出,电子空位对数实质上就是净成键电子数。分子中各原子最大限度地调动价轨道中电子和空位的共同作用，尽可能多地组成电子空位对，这是各种类型共价分子结构的共同规律。 20210311

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