Строение и свойства молекул. Лекция 13. Электронные состояния и электронные переходы в молекулах

1. IV. Строение и свойства молекул. 13. Электронные состояния и электронные переходы в молекулах.

• 13.1. Виды химической связи.
Квантовомеханическое описание
ковалентной связи.
• 13.2. Описание электронных состояний
молекул с помощью квантовых чисел.
Молекулярные электронные оболочки и их
заполнение.
• 13.3. Типы электронных переходов в
молекулах. Колебательная и вращательная
структура электронных переходов.
Принцип Франка-Кондона.

2.

13.1. Виды химической связи. Квантовомеханическое описание
ковалентной связи
Критерий Франка: тип химической связи определяется характером диссоциации
Ионная связь
Атомная связь
Атомная связь с насыщенной
влентностью
Координационная связь
донорно-акцепторного типа
Слабая связь без насыщения
Металлическая связь

3. 13.1. Виды химической связи. Квантовомеханическое описание ковалентной связи.

Ĥ E .
2
2
2
2
e
e
e
Hˆ
k
k
k .
2m
rА
rВ

4.

13.1. Виды химической связи. Квантовомеханическое
описание ковалентной связи.
Метод ЛКАО
С А В ,
2
dV dV 1,
*
С
1
2 1 S
,
S A B dV B A dV ,
E
ˆ * dV
H
dV
k e
K A
E1 E0
;
1 S
2
2
*
ˆ
H dV
k e
K A
E2 E0
1 S
2

5.

13.1. Виды химической связи. Квантовомеханическое
описание ковалентной связи.
Метод ЛКО
k e 2 K A
E1 E0
;
1 S
K k e
2
A k e
2
A
rB
A B
rA
k e 2 K A
E2 E0
,
1 S
2
dV k e
2
dV k e
2
B
rA
B A
rB
2
dV ,
dV .

6.

13.1. Виды химической связи. Квантовомеханическое
описание ковалентной связи.
Метод ЛКО

7. 13.2. Описание электронных состояний молекул с помощью квантовых чисел. Молекулярные электронные оболочки и их заполнение.

8.

13.2. Описание электронных состояний молекул с
помощью квантовых чисел. Молекулярные
электронные оболочки и их заполнение.
Распределение электронной плотности вероятности для
σ-связывающего состояния.

9.

13.2. Описание электронных состояний молекул с
помощью квантовых чисел. Молекулярные
электронные оболочки и их заполнение.
Распределение электронной плотности вероятности для
π-связывающего состояния.

10. 13.3. Типы электронных переходов в молекулах. Колебательная и вращательная структура электронных переходов. Принцип

Франка-Кондона.
Схема термов молекулы водорода.
σ→σ*-переходы

11.

13.3. Типы электронных переходов в молекулах.
Колебательная и вращательная структура
электронных переходов. Принцип Франка-Кондона.
N N N2 ,
N N .
атомные оболочки
2
2
2
3
2
2
3
2
2
2
2
1s 2s 2 p 1s 2s 2 p 1s 1s 2s 2s (2 p) 4 (2 p)

12.

13.3. Типы электронных переходов в молекулах.
Колебательная и вращательная структура
электронных переходов. Принцип Франка-Кондона.
Схема термов молекулы азота.
π→π*- и n→π*- переходы.

13.

13.3. Типы электронных переходов в молекулах.
Колебательная и вращательная структура
электронных переходов. Принцип Франка-Кондона.
4
4
4
3
3
2
2
2
Эне
ргия
3
1
1
1
4
0,0 1,0 2,0 3,0
3
3
2
1
4
4
3
2
1
2
1
0,0 1,0 2,0 3,0
Континуум

14.

13.3. Типы электронных переходов в молекулах.
Колебательная и вращательная структура
электронных переходов. Принцип Франка-Кондона.
Колебательная релаксация
(Q)
Поглощение
Флуоресценция