第 11 卷 第 6 期 大 学 化 学 1996 年 12 月
常 见 的 分 子 轨 道 图
李 平 赵桂兰 郭承育
(青海师范大学化学系 西宁 )
摘要 用严格的计算机程序, 绘出了常见的严格意义上的各类分子轨道图, 包括 、、 键等
的轨道图。并从周期律出发, 讨论了它们与物质性质间的有趣联系。
分子轨道理论是当代化学键理论中最重要的部分, 分子轨道的求解和讨论是量子化学的
重要内容, 分子轨道图形的绘制和解释则是理解化学键和分子的物理化学性质的重要手段。国
[ 1 ] [ 2, 3 ]
外早有专著 介绍, 国内也早有学者从事这方面工作 。现有的量子化学、结构化学方面的专
著和教材, 已注意到这方面的应用, 但一般限于定性示意图, 或者是平面等值图。常见的各种典
型的化学键图常不一致, 使教学和科研第一线的师生深感困惑。
作者利用自编的分子波函数等值面投影图绘制程序[ 4, 5 ] , 完成了氢原子和多电子原子的原
子轨道图及简单反应过程的分子轨道图的绘制[ 6- 9 ] , 近期又在周期律指导下, 系统地绘制了各
类典型分子轨道图和化学键图。应当说明的是, 各类分子轨道图形中, 只有界面图的形状和大
小是唯一的, 得到多数人公认, 称其为轨道图。界面是等值面中的一种, 该面内电子出现几率较
大, 在 90% 以上。为了统一, 我们取 90 ±1% 。
绘制分子轨道图, 必须知道分子几何及分子轨道的具体形式。
一、 各种杂化原子轨道图
当由原子轨道组成分子轨道时, 同一原子往往有两个以上的原子轨道参加, 或者说是由杂
2 3 2 3 2 3
化原子轨道参与形成化学键。常见的杂化轨道有 、 、 、 、 、 等。
sp sp sp d sp d sp d sp
2 3 ( ) ( )
作者绘制了 、 、 杂化轨道平面等值图, 发现它们形状都相似, 例如, 图 1 、 、
sp sp sp a b
( ) 2 3
为 原子 、 、 杂化轨道的平面等值图, 它们的形状都相似, 只是随着 轨道成分的
c C sp sp sp p
增加, 左边虚线部分逐渐增加, 更趋向于p 轨道的形状。图上数值为波函数 值, 实线 为正,
( ) ( ) 2 ( )
虚线 为负 下面各图皆如此 。图 1 为 的 轨道的立体界面图 轨道图 , 界面上各点波
d C sp
函数绝对值为 055。
常见的由 、、 轨道形成的杂化轨道有
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