原子結構問題

時間 2021-09-07 11:08:14

1樓:餘音繚繞

量子力學,根據薛定諤方程可以計算出電子雲密度,也就是空間中電子出現的機率。

根據經典物理學也可以得到相似的結果,你說的紡錘形應該是指金剛石或者甲烷類似的分子結構吧?那個主要是根據電子軌道雜化和價電子理論得出的,相當於是個半經驗公式,與實驗結果擬合出來的答案,不是純理論計算得來的,純理論計算就是上邊提到的薛定諤方程。

根據電子在核外執行軌道,軌道的角動量以及電子角動量進行自旋-軌道耦合,得到雜化軌道,再根據經典力學受力平衡關係可以求出雜化軌道間彼此的夾角。

對於等性sp雜化而言,參與雜化的s軌道數目記作s,p軌道數目記作p,則最終雜化軌道間夾角θ滿足:θ=arccos(-s/p),比如sp雜化,θ=arccos(-1)=180°,比如二氧化碳分子;sp2雜化,θ=arccos(-1/2)=120°,比如石墨、乙烯分子由於是c-h、c-h和c=c鍵,c=c鍵的電子雲密度要大於c-h鍵,所以c-h鍵之間的夾角會略小於120°;sp3雜化,θ=arccos(-1/3)=109°28』16」,就是甲烷分子、金剛石中碳原子的構型了……

不等性雜化,如nh3、h2o等,孤對電子與成鍵電子之間斥力相差很大,所以夾角不能這麼計算。

2樓:手機使用者

「電子雲」形狀是計算出來的,根據是量子力學方法計算的。計算方法極其複雜,需要高深的數學知識。可以看大學結構化學和高等物理化學課程的教材。

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