作者fauna (黑与白的变幻)
看板Chemistry
标题Re: [无机] 纯粹从 Group theory 看 Hybridization
时间Mon Dec 5 08:16:40 2011
※ 引述《theory (真男人˙希尔瑞)》之铭言:
: ※ 引述《Cyanhaze (哩喔 =D)》之铭言:
: : 其实从 wavefunction 和 projection operator 也可以看出来角度
: : 只是要解一堆东西老师说很麻烦
: : 有更复杂的方法老师说看以後有没有空再教
: 基本上你若要用 projection operator 去算这种角度
: 可能等到动物园的人猿都进化完了也算不出来
: 那要用电脑跑理论计算才行
: : 混成会跟分子形状有关连性是无庸置疑的这点我跟老师确认过
: : 而混成本来就是用来解释为何CH4这类分子键长会相同
: : 事实上由电子光谱打出来的能量四根键结有一根是略低的
: 这就是因为混成而造成的误导
: 混成可以解释四个键相同,但不能解释四个轨域并不相同
这个实验是VB最常被攻击的点之一
认为VB无法解释CH4 的两根ionizaton peaks
->四根键在VB里都是Csp3 -Hs 明明都一样 所以只应该有一种ionzation energy
的确 VB从localized orbital 为基准点出发
对於delocalization,VB使用了resonance structures 来描述
以上对於CH4 ionzation 的叙述忽略了VB理论中的resonance structure部分
相当於只用一个resonance structure 去描述 CH4+ 的state
事实上是不够的
CH4+ 可以写出四种resonance structures,
H
|
H+-C--H +代表少了电子的C-H键 剩下三个共振请大家自行补完到其他C-H键中
|
H
这四个resonance structures 可以做类似像MO 里面的configuration interaction
解4x4的矩阵可以得到一个A1和一个T 所以会有不同CH4+ state 和IP
原文资料(和精美的图)请参考
http://tinyurl.com/6o2nhw8 p105
对於水的混成有兴趣的也可以继续往下看
: 一个分子里绝不可能有 degenerate 大於三的轨域组
: 因为空间上的不可分辨性最高也不过是三维
: 你既然会群论,就应该知道不可能有 "四个轨域都相同" 的事情
: 矩阵最大也不过 3*3 (T)
: 所以光谱下会有两根 peak,一根是 T,另一根是 A1 (全对称)
: : 不太懂您所谓的瑕疵的意思
: : hybird 本来就不是真实状况
: : 他强调重点在电子的定域性而可以视作VB理论的延伸
: : 不同 model 和假设求出来的结果当然不同
: : 哪一个贴近真实角度
: : 老实说没有一个是对的
: : 只有比较佳跟比较差而以 这不是绝对的
: : 因为混成本来就是为了方便来抄捷径解释用的 (因为可以绕掉复杂MO计算)
: ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
: 其实你自己也很清楚嘛 ...
: 我自从学了 MO 之後就不太去理会混成这种东西了,因为不混也没有差
: 但是有时候它还是有用的,就像这个问题
: 你们老师要求解释 "混成" 的状态
: 其实我很好奇,一定非写 sp^x 这种东西不可吗 ?
: sp^x 这种玩意是建立在 "一对一" 的轨域两两结合
: 以水这种 C3v 的分子来说,pz 跟 s 都马有 z 方向的对称性
: 当然都会跟两个 H 一起键结 (此时两个 H 是分不开的)
: 於是产生一个 bonding、一个 nonbonding,及一个 antibonding
: 而另外一个 px (或 py) 才是跟两个 H 一对一产生一个 bonding 及一个 antibonding
: 最後有一个 py (或 px) 没有作用
: 那这样说 sp^x 有意义吗 ? 它们又不是一对一对应
: s 及 pz 其中一个即使混到了,出来也是 "类似" nonbonding (只是类似喔 ~)
: 而 py (或 px) 根本就没混到,因为两个 H 跟它无作用
: 但是你要把它们全都拿进去混也不是不行,反正没作用的就是会分开
: 所以你要说 sp^2 或 sp^3 都是有理 (即使是歪理),但是这是很无聊的
: 不过 sp 跟 p^2 是必死无疑
: 虽然听起来像风凉话,但我觉得只要你把键结形成的方式叙述一下
: 就算 sp^x 不写出来,老师都应该给分
: 除非你写出很荒唐的东西 (像 Td 不知道怎麽扯出来的,你帮我找一下 C3 轴在哪 ?)
: 至於键角部分,这种东西群论帮不上忙,请洽 VSEPR
: 把高中化学教的 lone pair 会排斥键结电子 ... 等等的事情写一写就好
: 不过若多了这一部分,还是写 sp^3 比较好
: 因为此时没键结的电子会以 "静电" 作用力跟键结电子有交互作用
: 即使不是 "产生键结",但只要有作用就还是把它一起混进去好了,反正多混也没差
: 若要问为何会减少到 104.5 度 ... 叫他去问上帝,那不是你的工作
: 以上,不知道能让你以後多抢到几分 ?
: 学的工具多了,自然就要懂得在适当的地方选用适当的工具
: 不然怎麽跟老师唬烂 ?
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◆ From: 131.215.7.90
※ 编辑: fauna 来自: 131.215.7.90 (12/05 08:18)
1F:推 youbet:推, VB 没有比较差,只是不适合用计算机 implement 12/05 10:05
2F:推 Cyanhaze:我真的学到一课 @@ 12/05 18:01