结构化学总复习省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第一章第一章 量子力学基础量子力学基础1、实物微粒波粒二象性E=h，ph/de Broglie关系式。实物微粒波是几率波;在空间任一点上，波强度和粒子出现几率成正比。2、不确定关系（测不准原理）第1页假设：对于微观粒子任意一个状态，总能够用一个对应波函数 或 来描述。波函数描述是几率波，所以合格或品优波函数必须满足三个条件：波函数必须是单值，即在空间每一点只能有一个值；波函数必须是连续，即值不能出现突跃；(x,y,z)对x,y,z一级微商也应是连续；波函数必须是平方可积，即在整个空间积分*d应为一有限数，通常要求波函数归一化，即*d1。和C (C为常数）描述是同一个状态表几率密度，是归一化。第2页 假设：对一个微观体系每一个可观察力学量A都对 应着一个线性厄米算符。A.线性算符：线性算符：(c11c22)c11 c22B.厄米算符：本征值，本征态和本征方程本征值，本征态和本征方程线性线性厄米算符本征值是实数厄米算符本征值是实数第3页力学量平均值力学量平均值 若任一力学量若任一力学量A：a （a为常数），为常数），则说明该力学量没有确定值（本征值），但可求其平均值。则说明该力学量没有确定值（本征值），但可求其平均值。第4页 Schr Schrdingerdinger方程方程假设假设：微观体系运动方程是含时间微观体系运动方程是含时间薛定谔方程薛定谔方程,振幅方程是定态薛定谔方程振幅方程是定态薛定谔方程.此式即为此式即为SchrSchrdingerdinger方程方程第5页 态叠加原理态叠加原理假设：若1，2 n为某一微观体系可能状态，由它们线性组合所得也是该体系可能状态。组合系数ci大小反应i贡献多少。第6页 势箱中运动粒子势箱中运动粒子(最理想最简单体系)第7页小结：量子力学对微观体系处理方法和步骤 1、建立物理模型。确定体系势能函数V，写 出 量和 方程详细形式；2、解微分方程，首先求出通解形式；3、应用边界条件和边值条件，求定解；4、应用归一化方法，求归一化系数；5、解讨论。第8页第二章第二章 原子结构与原子光谱原子结构与原子光谱1.1.单电子原子单电子原子第9页2.2.多电子原子结构多电子原子结构单电子近似（又称轨道近似）单电子近似（又称轨道近似）近似处理模型1 1 中心力场近似（中心力场模型）中心力场近似（中心力场模型）2、自洽场模型（自洽场模型（SCFSCF法法)分离变量角度波函数与单电子角度波函数形式是一样分离变量角度波函数与单电子角度波函数形式是一样第10页电子自旋与保里原理电子自旋与保里原理s=1/2，ms=,电子体系交换任意两个粒子位置波函数是反对称波函数是反对称原子光谱项原子光谱项：给一电子组态能够推求其光谱项，基谱支项给一电子组态能够推求其光谱项，基谱支项2S+1 L J第11页 第三章第三章 分子对称性和点群分子对称性和点群.对称操作和对称元素对称操作和对称元素.分子点群分子点群a.群元素是对称操作群元素是对称操作b.给一个分子能说明其所属给一个分子能说明其所属分子点群，分子点群，偶极距偶极距和旋光性和旋光性 第12页第四章第四章 双原子分子结构与性质双原子分子结构与性质、线性变分方法、线性变分方法变分原理变分原理AOAOLCMOLCMO三标准三标准1 1、对称性匹配标准、对称性匹配标准2 2、最大重合标准、最大重合标准3 3、能量相近标准、能量相近标准第13页 a.电子组态：电子在分子轨道排布叫电子组态电子组态：电子在分子轨道排布叫电子组态。b.b.键级键级 n:n:成键电子数成键电子数 n*:n*:反键电子数反键电子数c.磁性磁性顺磁性：分子有未成对电子顺磁性：分子有未成对电子反磁性：分子无未成对电子反磁性：分子无未成对电子2 2 双原子分子结构与性质双原子分子结构与性质第14页同核双原子分子同核双原子分子MOMO能级图能级图第15页3 3 双原子分子光谱双原子分子光谱）.双原子分子转动光谱双原子分子转动光谱 转转动动光光谱谱主主要要性性在在于于由由谱谱线线波波数数确确定定B B值值，相相相相邻邻邻邻两两两两条条条条谱谱谱谱线线线线间间间间距离是相等，均为距离是相等，均为距离是相等，均为距离是相等，均为2B,2B,2B,2B,进而计算进而计算I I和分子核间距和分子核间距r reqeq）.双原子分子振动光谱双原子分子振动光谱 是特征振动频率是特征振动频率3)、电子光谱项、电子光谱项第16页第五章第五章 多原子分子结构与性质多原子分子结构与性质1.1.杂化轨道理论杂化轨道理论(Hybrid Orbital Theory)(Hybrid Orbital Theory)杂化轨道结构三标准杂化轨道结构三标准归一性单位轨道贡献正交性归一性单位轨道贡献正交性n n杂化指数（杂化指数（P P成份和成份和S S成份比值）成份比值）不等性杂化不等性杂化（等性杂化）（等性杂化）杂化轨道杂化轨道波函数推求波函数推求SP SP2第17页2.共轭分子结构共轭分子结构HMOHMO法法离域能电子总能量电子总能量：离域定域分子图 3.磁共振谱了解磁共振谱了解休克尔行列式，休克尔方程休克尔行列式，休克尔方程第18页第六章第六章 配位化合物和簇合物结构与性质配位化合物和簇合物结构与性质 晶体场理论（晶体场理论（CFTCFT）中心离子中心离子d d轨道能级分裂轨道能级分裂dx2-y2 Oh 四面体四面体 t2eTddxz,dyz球对称球对称egt2g八面体八面体平面正方形平面正方形dxydz2D4h第19页高自旋态（弱场）低自旋态（强场）高自旋态（弱场）低自旋态（强场）晶体场稳定化能晶体场稳定化能CFSECFSE：Jahn-TellerJahn-Teller效应效应 配体有能量较低配体有能量较低型占据轨道型占据轨道 配体有能量较高空配体有能量较高空型轨道型轨道分裂能增大，强场配体分裂能增大，强场配体分裂能减小，弱场配体分裂能减小，弱场配体在在 上出现上出现d d电子排布不对称，发生大畸变；电子排布不对称，发生大畸变；在在 上出现上出现d d电子排布不对称，发生小畸变。电子排布不对称，发生小畸变。第一过渡元素二价离子第一过渡元素二价离子CaCa2+2+到到ZnZn2+2+d d电子数要熟记。电子数要熟记。第20页 第七章第七章 晶体结构点阵理论晶体结构点阵理论点阵点阵分数坐标分数坐标晶面指标晶面指标七个晶系七个晶系十四种空间点阵形式十四种空间点阵形式2 2、Bragg Bragg 方程：方程：第21页系统消光：由Lane和Bragg方程应产生部分衍射而系统消失 现象。由消光规律能够确定晶体所属空间群点阵型式体心I面心F底心C简单P系统消光条件H+K+L=奇数H，K，L奇偶混杂H+K=奇数无消光现象衍射强度衍射强度第22页