- •Метод МО Хюккеля
- •π–электроны химически гораздо активнее, чем σ–электроны, поэтому метод Хюккеля оказывается
- •Уравнения Хартри-Фока-Рутана
- •Основные проблемы метода МО связаны с необходимостью процедуры самосогласования, включающей многократные вычисления интегралов
- •3. Недиагональные интегралы Fij разделяются на два типа.
- •Гетероатомные молекулы в методе МОХ
- •Система параметров Стрейтвизера
- •Атом
- •Значения параметров h связаны с электро- отрицательностями атомов (способностью захватывать и удерживать электроны)
- •Малеиновый
- •Домашнее задание
- •Алгоритм решения хюккелевской задачи
- •ЭТИЛЕН СС
- •Уравнение Хюккеля
- •Корреляционная диаграмма
- •АЛЛИЛ
- •Уравнение Хюккеля
- •Уравнение Хюккеля
- •Корреляционная диаграмма
- •Общие решения
- •Линейные полиены
- •Коэффициенты МО
- •Аллил
- •Домашнее задание
- •Циклические полиены (аннулены)
- •Характеристическое
- •Корреляционная диаграмма
- •Общие решения для аннуленов Орбитальные энергии
- •Циклобутадиен
- •Циклопентадиенил-анион
- •Бензол
- •Число связывающих МО всегда нечетно и его можно выразить формулой
- •Циклопропенил-катион
- •Циклопропенил-анион
- •Циклооктатетраен
- •Максимальный выигрыш в энергии наблюдается тогда, когда все связывающие МО полностью заселены, а
- •Коэффициенты МО
- •Атомные
- •Процедура преобразования к действительному базису возможна для любого аннулена
- •Бензол
- •Гетероатомные молекулы
- •Характеристическое уравнение
- •Коэффициенты МО
- •Атомно-молекулярная матрица
- •ЭТИЛЕН
- •ФОРМАЛЬДЕГИД
- •Винилхлорид
- •Корреляционная диаграмма
- •Реальная структура
- •Величина ЕRes показывает, насколько велики отклонения от предсказаний классической теории строения молекул
- •Амидная группа
- •Молекулярная диаграмма (реальная структура)
- •Реальная структура
- •Сероокись углерода
- •Молекулярная диаграмма (реальная структура)
- •Реальная структура
- •Молекулярная диаграмма (реальная структура)
- •Реальная структура
- •Задача 8.3.
- •МОЛЕКУЛЫ
- •В четных АУ нециклического типа величины Х имеют вид Хk , т.е. встречаются
- •Четные АУ
- •Для нециклических альтернантных молекул все величины Х различны между собой; все энергетические уровни
- •Альтернантные Альтернантные Неальтернантные нециклические циклические циклические
Гетероатомные молекулы
Н |
С С |
Н |
Н |
С О |
Н |
Н |
Н |
||
|
Этилен |
|
Формальдегид |
|
1 = С11 p1 + C12 p2 |
2 = С21 p1 + C22 p2 |
|
|
Уравнение Хюккеля |
|
|
|
||
Х 1 |
С1 |
= 0 |
Х 1 |
С1 |
= 0 |
1 Х |
С2 |
1 Х + 1 |
С2 |
||
Характеристическое уравнение
Х 2 – 1 = 0 |
Х 2 + Х – 1 = 0 |
|||
Х1 |
= +1 |
Х1 |
= + 0,618 |
|
Х2 |
= –1 |
Х2 |
= – 1,618 |
|
|
|
|
||
Σ Xi = 0 |
Σ Xi = –1 |
|||
Орбитальные энергии |
|
|
|
|
ε1 |
= α – β |
ε1 |
= α – 0,618 β |
|
ε2 |
= α + β |
ε2 |
= α + 1,618 β |
|
Коэффициенты МО
Х |
1 |
С1 |
= 0 |
1 |
Х+1 |
С2 |
При Х = + 0,618 0,618 С1 + С2 = 0 С2 = – 0,618 С1
11 = –0,618
С1 Х + С2 = 0 С1 + С2 Х + С2 = 0
При Х = – 1,618 –1,618 С1 + С2 = 0 С2 = 1,618 С1
12 = 1,618
Атомно-молекулярная матрица
этилен
1 |
= |
0,707 |
–0,707 |
р1 |
2 |
|
0,707 |
0,707 |
р2 |
формальдегид
1 |
= |
0,851 |
–0,526 |
р1 |
|
2 |
0,526 |
0,851 |
р2 |
||
|
|
Корреляционная диаграмма |
|
||
EМО |
* |
EМО |
|
|
ε2 = – |
|
* |
||
ε1 = – 0,618 |
||||
|
||||
|
|
|||
εС = |
|
εС = |
|
|
р1 |
р2 |
рС |
|
|
ε1 = + |
|
εО = + |
рО |
|
|
ε2 |
= + 1,618 |
||
|
|
|||
|
|
|
||
Е = 2 |
Е = 2,336 |
ЭТИЛЕН
+ 



–
– 

+
Орбиталь *

+ 


+ 

– 
–
Орбиталь
2
Электронное облако
1
Электронное облако
ФОРМАЛЬДЕГИД
+ |
– |
|
– |
+ |
2 |
|
Орбиталь * |
Электронное облако |
|


+ 

+
– |
– |
1 |
|
Орбиталь |
|||
Электронное облако |
|||
Н С |
С Н |
Н С |
О |
|
|
δ+ |
δ– |
Н |
Н |
Н |
|
Неполярная молекула |
Полярная молекула |
||
1 |
|
= |
0,851 |
–0,526 |
р1 |
|
|
|||
2 |
|
0,526 |
0,851 |
р2 |
Молекулярная |
|||||
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
диаграмма |
|
N |
= |
(0,526)2 |
+ (0,526)2 |
= |
0,553 |
+0,447 |
–0,447 |
|||
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
NO |
= |
(0,851)2 |
+ (0,851)2 |
= |
1,447 |
C |
O |
|||
PCO |
= |
2 ∙ (0,526 ∙ 0,851) |
= |
0,895 |
1,895 |
|||||
|
|
|||||||||
НН
С С
НН
H—CN
H2С СH2
HCN
H2С СH2
NC H
Н С |
О |
δ+ |
δ– |
Н |
|
|
δ+ δ– |
|
H—CN |
H2С O
HCN
H2С O
NC H
Винилхлорид |
|
>C=C—Cl: |
h = 2,0 K = 0,4 |
• |
• • |
Х |
1 |
0 |
С1 |
|
• |
1 |
Х |
0,4 |
• С2 |
= 0 |
|
|
|
|||||
|
|
0 |
0,4 |
Х + 2 |
С3 |
|
|
Det = Х 3 + 2Х 2 |
– 1,16Х – 2 = 0 |
||||
1,027 |
|
α – 1,027 |
β |
||
X = –0,928 |
ε = |
α |
+ |
0,928 |
β |
–2,099 |
|
α |
+ |
2,099 |
β |
|
C1 |
C2 |
Cl |
|
|
|
0,695 |
–0,733 |
0,012 |
p1 |
0 |
= 0,710 |
0,659 |
–0,246 |
p2 |
2 |
|
|
0,114 |
0,239 |
0,964 |
p3 |
2 |
i (Сik)2 = nk — электронная плотность на атоме с номером k, создаваемая электронами молекулы
nk – nkо = Qk — электрический заряд атома с номером k (nkо — число электронов, поставленных этим атомом)
i Cia Cib = Pab — порядок химической связи
между атомами a и b
nC1 |
= |
1,034 |
no |
= |
1 |
nC2 |
= |
0,984 |
no |
= |
1 |
nCl |
= 1,982 |
no |
= 2 |
||
Молекулярная диаграмма
0,990 0,137
C |
C |
Cl |
– 0,034 |
+ 0,016 |
+ 0,018 |
Классическая формула
C |
1 C 0 |
Cl |
0 |
0 |
0 |
Q = – 0,034
Q = + 0,016
Q = + 0,018
PC-C = 0,990
PC-Cl = 0,137
C |
C |
•• |
Cl |
||
– |
|
+ |
n, – сопряжение
C1 C2 Cl
0,695 –0,733 0,012
0,710 0,659 –0,246
0,114 0,239 0,964
3 (2 узла)
1 (нет узлов)
2 (1 узел)
