离子共价性及应用 1(2.3.) IC-杂化轨道成键程序

J. Am. Huilin Ins. 2014, 5, 21.

      

英文原版:Int. J. Mol. Sci. 2010, 11, 4381-4406. IC-Model Full-Text

 

离子共价性及应用

1 (2.3.) IC-杂化轨道成键程序

 

张永和 美国惠林研究院

yzhanghuilin@gmail.com

2.3. IC-杂化轨道成键程序

(1)电离升迁:作为一个价壳层填满,电子的连续增加电离能将为杂化轨道形成提供了升迁能量。例如考虑BeF2的气体分子。氟原子具有的电子构型:1s22s22p5。铍原子具有的电子配置:1s22s2 

基态时,不存在未配对电子。然而,铍原子可通过从2s轨道升迁一个它的较低的第一IE9.23 eV)电子到2p轨道获得一个未配对的电子。铍原子因此可以与氟原子形成两个共价键:

2离子性杂交:我们可以加合2s2p电子的函数以产生两个电子的混合轨道。从能量较高的2p轨道向能量较低的2s轨道发生电荷转移和电荷分布,形成一个能量较低的相同2sp杂化轨道。所提出的想法满意地计算了电荷均分密度。2s电子和2p电子的IEs被平均,产生一个杂交轨道的离子性Iav :

  Iav=n-1ni=1 Ii                                                                           (2.1.9)

其中Ii为价壳层的单电子的IEn是价层电子数。

 由公式(2.1.9),我们从2s电子的第一IE:Be[He](2s)2→ Be+[He](2s)1 − 9.32 eV第二IE:Be+[He](2s)1 → Be2+[He] −18.20 eV算得了2sp电子的平均IE Iav= 13.76 eV

3离子共价性:通过共价边界rc的本地化杂交离子性形成2sp杂化轨道离子共价键:

因此,对于铍,

IC = I(Iav)C(n*rc−1)= n*(Iav/R)½rc−1= 1.99(13.76/13.6)½(0.970)−1= 2.064

And      XIC = 0.412 n*(Iav/R)½ rc−1 + 0.3870.412*1.99(13.76/13.6)½(0.970)−1+ 0.387 = 1.237

同样,一个s轨道也可在同一个子-壳层中与所有三个p轨道混合。对于CH4,由公式(2.1.9),我们由它的所有2s2p电子的第一IE11.26 eV),第二个IE24.40 eV),第三个IE47.90 eV)和第四IE64.50 eV),其中,

      第一IE: C[He](2s)2(2p)2 → C+[He](2s)2(2p)1 − 11.26 eV

  第二IE:C+[He](2s)2(2p)1 → C2+[He](2s)2 − 24.40 eV

  第三IE:C2+[He](2s)2 →C3+[He](2s)1 −47.90 eV

  第四IE:C3+[He](2s)1 →C4+[He] − 64.50 eV

算得了所形成的2sp 3杂化轨道的离子性:Iav = 37.015 eV

       IE采用Mackay等人[28]的,共价半径rc采用Pauling[29]Batsanov[30]Cordero等人[31]Rappe等人的[32]。有效主量子数n*采用我们以前的工作[8,9]。离子共价性序列IC由式(2.1.5)计算,计算值列于表1.《离子共价性周期表》。离子共价电负性序列XIC从公式(2.1.6)计算,列于《离子共价电负性周期表》。两者计算值也列于《离子共价性参数表》。

 基于IC模式,离子共价性可最终被定义为“不同价态杂化轨道的共价键边界上成键电子对引起的电离度的有效电势,即离子共价性电荷密度”。

 

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