งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

Molecular orbital theory : The ligand group orbital approach and application to triatomic molecules Each 1s ao has two possible phases, เมื่อรวม 1s สองออร์บิทัล.

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


งานนำเสนอเรื่อง: "Molecular orbital theory : The ligand group orbital approach and application to triatomic molecules Each 1s ao has two possible phases, เมื่อรวม 1s สองออร์บิทัล."— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1 Molecular orbital theory : The ligand group orbital approach and application to triatomic molecules Each 1s ao has two possible phases, เมื่อรวม 1s สองออร์บิทัล ให้เป็นกลุ่ม (H---H fragment) ==> การรวมของ phase เกิดขึ้น ได้ 2 แบบ คือแบบ in-phase และ out of phase ==> ได้ LGO(1) และ LGO(2) ตามลำดับ Linear XH 2 molecule : เช่น BeH 2 Be : 2s 2p เป็นการอธิบายการเกิดพันธะใน XH 2 ในรูปแบบที่ basis sets เป็น ao ของอะตอม X และ LGO ของ H---H fragment ( ไม่ใช่ ao s ของ H) จำนวนของ LGO ที่ได้ = จำนวน ao s ที่ใช้

2

3

4 ในการสร้าง MO diagram สำหรับ XH 2 พิจารณา interaction ของ valence aos ของ X กับ LGOs ของ H---H fragment ตามแนวแกน Z LGO(1) มีสมมาตรเหมือนของ ao 2s ของ X ==> interact กัน ได้ MO (H-X-H) ที่มี  -bonding character LGO(2) มีสมมาตรเหมือนของ ao 2p z ของ X ==> ได้ MO ที่มี  -bonding character AOs 2p x และ 2p y ของ X เป็น non-bonding orbital ใน XH 2

5 A bent triatomic : H 2 O พิจารณาโมเลกุล H 2 O อยู่ในระนาบ yz และแกน z อยู่ในแนวเดียวกับ C 2 axis O : 2s, 2p x, 2p y, 2p z LGOs ของ H--H unit ( ดังรูป ) เหมือนกัน กับของ H--H fragment ใน linear XH 2 ต่างกันเฉพาะตำแหน่งของอะตอมใน โมเลกุล 2s และ 2p z ao s ของ O มีสมมาตร เหมาะสมที่จะ interact กับ LGO(1) ของ H--H ==> ได้ 3 MOs (  1,  3 และ  6 ) ท้ายสุดบรรจุอิเล็กตรอนใน MO s โดยใช้ aufbau principle ผลการ อธิบายพันธะใน XH 2 โดยใช้ MOT คือ  -bonding character ใน Mos ซึ่งกระจายไปทั้งสามอะตอม ==> delocalized over H-X-H  1 และ  4

6 2p y ของ O interact กับ LGO(s) ==> MOs  2 และ  5 ซึ่งเป็น H-O-H bonding และ antibonding ตามลำดับ 2p x ของ O : non-bonding MO diagram ดังรูป

7 บรรจุ valence electron ทั้ง 8 ของ H 2 O ใน MOs ==> 4 อนุภาคบรรจุใน H-O-H bonding MOs และอีก 4 อนุภาคบรรจุใน MOs ที่มี O character เป็นส่วนใหญ่ ==> สอดคล้องกับ lone pairs 2 คู่ของ O Symmetry labels : a 1, b 2, e g, t 2g ใช้ระบุชนิดของ ออร์บิทัล ความสัมพันธ์ระหว่าง group theory และ orbital symmetry เป็นการอธิบายถึง สัญลักษณ์ทางสมมาตรของ MOs ใน H 2 O กรณี H 2 O point group C 2v ส่วน หนึ่งของ character table ดังตาราง Polyatomic molecules BH 3, NH 3 and CH 4

8 C2v E C 2  v (xz)  v 1 (yz) A A B B

9 โมเลกุลของ H 2 O อยู่บนระนาบ yz มี principle axis ตามแนวแกน z

10 - ตัวเลขใน column ของ E (identity operator ) บ่งถึง degeneracy ของออร์บิทัลแต่ละชนิด ใน point group C 2v โดยทุกออร์บิทัลมี degeneracy = 1 (non-degenerate) - ตัวเลขในแต่ละแถวบ่งถึง พฤติกรรมของ แต่ละออร์บิทัลที่ เปลี่ยนไปเมื่อถูก operated โดยแต่ละ symmetry operation เลข 1 หมายถึงออร์บิทัลไม่เปลี่ยนแปลงโดย การ operate เลข -1 หมายถึงมีการเปลี่ยนแปลง เครื่องหมายของออร์บิทัล หลังการ operate เลข 0 หมายถึง มีการเปลี่ยนแปลงของ ออร์บิทัลในลักษณะอื่น ลักษณะสำคัญจาก character table มีดังนี้ - column แรกบ่งถึง ชนิดของสมมาตร ของออร์บิทัลใน point group นี้

11 พิจารณา 2s ao ของ O ใน H 2 O พบว่า ออร์บิทัลไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้ E operator หรือหมุนรอบแกน C 2 หรือ สะท้อนผ่านระนาบ  v และ  v’ ผลที่ได้ คือ E C 2  v(xz)  v’(yz) 1 1

12 ซึ่งสอดคล้องกับ symmetry type A1 ใน C 2v character table ดังนั้น สัญลักษณ์ของ 2s ออร์บิทัลบน O ของ H 2 O คือ a1 ออร์บิทัล (A1 สำหรับ symmetry type) ทดสอบทำนอง เดียวกันสำหรับ ao แต่ละชนิดของ O และ LGO แต่ละชนิดของ H--H fragment

13 สำหรับ LGO(1) ได้สัญลักษณ์ทาง สมมาตรเป็น a 1 LGO(2) ได้สัญลักษณ์ทาง สมมาตรเป็น b 2 เนื่องจากเมื่อทำ symmetry operation แต่ละชนิดบน ออร์บิทัลนี้ สอดคล้องกับแถวของตัวเลข ดังนี้ E C 2  v(xz)  v’(yz) ในการสร้างไดอะแกรมแสดง ความสัมพันธ์ระหว่างออร์บิทัลนั้น เฉพาะ ออร์บิทัลที่มีสัญลักษณ์ทางสมมาตรที่ เหมือนกันเท่านั้น จึงสามารถ interact กันได้ เป็นการประยุกต์ใช้ group theory ในการบ่งถึงสมมาตรออร์บิทัล

14 ความสัมพันธ์ระหว่าง group theory และ orbitals คือ ligand group orbitals สำหรับ fragment หนึ่ง ๆ ของ โมเลกุล จะต้องมีชนิดของสมมาตร 1 ชนิดที่สอดคล้องกับ point group ของ โมเลกุลนั้น พิจารณา interactions ระหว่าง ao s ของ B และ LGOs of an appropriate H 3 fragment ==> สร้าง molecular bonding scheme ถ้าเลือก axis set ดังรูป โดย principal rotation axis ของ BH 3 อยู่ในแนวแกน z และทุก อะตอมอยู่บนระนาบ xy BH 3 พิจารณา BH 3 ในสภาวะก๊าซ ถึงแม้ปกติโมเลกุลจะ dimerize ==> B 2 H 6 BH 3 : trigonal planar (D 3h )

15 LGOs ของ H 3 fragment ได้จาก linear combinations ของ 3H 1s ao s LGO(1) เป็น in-plane combination ซึ่ง unique ส่วน LGO(2) และ LGO(3) ( ซึ่งมี 1 nodal plane) มีพลังงานเท่ากัน LGO(3) มี nodal plane ผ่านตำแหน่ง H 1 อะตอม ซึ่ง H อะตอมนี้จึงไม่มีส่วน เกี่ยวข้องใน LGO นั้นคือ การมีส่วนร่วม ของ 1s ao ของ H ถูกควบคุมโดย สมมาตรของ H 3 fragment (D 3h )

16 x y x y x y sbs*sbs* x*xbx*xb y*yby*yb ใช้ 6 ao’s ได้ 6 MO’s 2p y ของ B : non-bonding 3H(1s) 2p x 2p y 2p z 2s B H  x *  y * s*s* 2p z  x b  y b sbsb

17 MO diagram สร้างขึ้นโดยเปรียบเทียบ สมมาตรของ LGOs กับของ ao s ของ B interaction ที่เป็นไปได้คือ 2s ao + LGO(1) ==> a pair of  1,  7 ซึ่งเป็น bonding และ antibonding MO ตามลำดับ 2p x, 2p y +LGO(2), LGO(3) ==> degenerate pair of MOs  2,  3 (bonding) และ  5,  6 (antibonding) ส่วน 2p z เป็น non-bonding MO NH 3 : trigonal pyramidal (C 3v ) การเกิดพันธะพิจารณาจาก interactions ระหว่าง ao s ของ N และ LGOs of an appropriate H 3 fragment โดย axis set มีแกน z อยู่ใน แนวเดียวกัน แกน C 3 ของ NH 3 มีแกน x และ y ชี้ดังรูป

18

19 มี LGOs เหมือนกับกรณีของ H 3 fragment ใน BH 3 แต่จาก diagram ของโมเลกุลทั้งสองชี้ให้เห็นว่า interactions ระหว่าง LGOs และ ao s ของอะตอมกลางใน BH 3 และ NH 3 ไม่ เหมือนกัน เพราะตำแหน่งของอะตอม กลางต่างกัน เมื่อเทียบกับตำแหน่งของ H อะตอมทั้งสาม (B อยู่ในระนาบสำหรับ BH 3, N อยู่เหนือระนาบสำหรับ NH 3 ) 2p z ของ BH 3 เป็น non-bonding MO แต่ใน NH 3 สามารถมีส่วนร่วมในการเกิด พันธะ เมื่อเปรียบเทียบสมมาตรของ ao s ของ N กับสมมาตรของ LGOs ของ H 3 fragment ==> ได้ MO diagram ดัง รูป

20 บนพื้นฐานทางสมมาตร MO  1 อาจ มีลักษณ์ของ N 2p z แต่เนื่องจากความ แตกต่างของพลังงานระหว่าง 2s และ 2p ทำให้ 2s มีส่วนในพันธะมากกว่า (predominant) เช่นเดียวกับกรณีของ H 2 O บรรจุ 8 valence electrons ใน MOs ตาม aufbau principle HOMO (highest occupied MO) คือ  4 ซึ่ง สอดคล้องกับ lone pair ของ electrons บน N จะเห็นได้ว่ามี delocalization ของ  -bonding ในแต่ละ bonding MO เกิดขึ้นจากกระบวนการสร้าง MO

21 CH4CH4 เพื่อความสะดวกสำหรับโมเลกุลแบบ tetrahedral จะ relate กับรูป cube valence ao s ของ C : 2s 2p x 2p y 2p z และ LGOs ทั้ง 4 ซึ่งสร้างขึ้นจาก H 1s ao s ดังในรูป (a) และ (b) ตามลำดับ

22 LGO(1) : unique ขณะที่ LGO(2) LGO(3) และ LGO(4) จะ relate ซึ่งกัน และกันโดยการหมุน จากการเปรียบเทียบสมมาตร : LGOs ทั้ง 4 มีสมมาตร matched กันกับ ของ 2s 2p x 2p y และ 2p z ao s ของ C ==> สร้าง MO diagram ได้ดังรูปซึ่ง interactions ระหว่าง ao s ของ C และ LGOs ของ H 4 fracment ==> ได้ 4 MOs ที่มี delocalized  -bonding character และ 4 antibonding MOs

23


ดาวน์โหลด ppt Molecular orbital theory : The ligand group orbital approach and application to triatomic molecules Each 1s ao has two possible phases, เมื่อรวม 1s สองออร์บิทัล.

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


Ads by Google