共价键理论发展史及其教育价值

共价键理论是化学学科的核心内容,基于认识视角梳理共价键的发展史,将共价键理论的形成和发展分为4个阶段,现象阶段：初识物质结合方式;表征阶段：探索微粒结合过程;本质阶段：揭示共价键形成实质;发展阶段：解释物质结构与性质。共价键历史的发展阶段与教材的编排一脉相承,结合学生的认知发展,有以下教育价值：(1)凸显学科思想方法;(2)持续发展学生认识进阶;(3)促进学生素养形成。     

基于非共价键作用的二嵌段共聚物/均聚物超分子体系的自组装行为

采用实空间求解的自洽场理论,研究了两亲性二嵌段共聚物(AB)/均聚物(C)超分子体系在溶液中的自组装行为,其中B疏水嵌段的自由末端与C均聚物的一个末端形成可逆的非共价键.在稀溶液中,AB/C超分子聚合物体系通过自组装形成了一系列不同形貌的胶束,如核-壳-冠的三层胶束和蠕虫状胶束等.研究发现,胶束形貌受到非共价键强度和初...     

共价键理论提出的历史背景

本文立足于科学发展的历史继承性,选取共价键理论作为历史断面,对该理论提出的历史背景进行了知识的、社会的、时代的考察。     

同核双原子分子及其阳离子的共价键结构比较

绘制了H2,H+2,B2,B+2,C2,C+2,O2,O+2,F2,F+2的电子密度图形,计算了所讨论分子的键长,电子组态及键鞍点处的电荷密度,形象直观地说明了双原子分子及其对应的阳离子的共价键结构。     

分子激发态的价键理论研究——B_2分子低激发态的成键特征

根据分子轨道理论与价键理论对化学键描述的对应关系,实现了双原子分子低激发态的价键描述和ab initio价键计算,B_2分子低激发态的计算结果表明,价键计算不仅具有清晰直观的物理意义,而且对位能面平衡点附近特征的模拟,优于分子轨道理论,包含几个激发键表的计算,便能正确地反映体系的电子相关效应.     

共价键理论的教学地位、现存问题与解决策略

分析了共价键理论教学中存在的问题,提出了相应的解决策略与教学建议:最先介绍价层电子对互斥理论、增加路易斯电子式的写法、采用多样化的图示多角度地呈现共价键的形成过程。     

两个手性胶囊分子的氢键介质的动态共价键合成

从手性环己-1,2-二胺衍生的手性双头基前体出发合成了两个手性的双层结构的胶囊化合物。设计前体带有氨基和醛基,它们被连接到两个分子内氢键诱导的折叠体片段上。分子内氢键通过促进三个亚胺键的形成促进两个大环板块的选择性形成。     

共价键的离子化

本文用化学键理论分析和推导了共价键离子化的几种方式,包括金属和非金属单质中共价键的诱导离子化、化合物中共价键的降温和自诱导离子化以及含氢化合物和金属化合物的诱导离子化。从能量角度分析了离子化趋势的规律性,并且讨论了共价键的离子化的一些重要应用。     

以共价键相连的卟啉-酞菁化合物分子内能量传递及光诱导电子转移

合成了叶啉与酞菁以共价键连接起来的双发色团分子。测定了它们的吸收光谱,荧光光谱,荧光寿命等。计算了分子内能量传递过程的效率(φ_EnT)及速率常数(κ_EnT)。结果表明:在稀溶液中,卟啉与酞菁等克分子混合时,观察不到分子间能量传递过程现象的发生;而双发色团分子的分子内能量传递过程则明显发生了,其效率(φ_EnT=13～70%)与速率常数(κ_EnT=1.2×10⁷～2.0×10⁸s^-1)取决于分子的结构类型。电子转移与能量传递过程与介质性质有关。在极性溶剂中有利于电子转移过程的进行,而不利于能量传递过程;在非极性溶剂中,则有利于能量传递过程的进行,而不利于电子转移。 选择性激发酞菁发色团,观测到了只有电子转移发生的过程,其电子转移效率达到38%。     

价键理论新进展

概要介绍了现代价键理论的几个主要方法,并讨论了它们各自的特点及其发展现状,并重点介绍了键表方法的基本理论、计算程序及一些应用。     

利用价基观点解析无机分子结构的研究

中学化学中一般采用VSEPR模型从宏观和整体角度去建构微粒的结构。利用价基思想建立一种从微观层面去解析和组装分子路易斯结构的方法,并通过若干典型分子进行了应用。     

A Valence Bond Study of the Low‐Lying States of the NF Molecule

The electronic structures of the three lowest‐lying states of NF are investigated by means of modern valence bond (VB) methods such as the VB self‐consistent field (VBSCF), breathing orbital VB (BOVB), and VB configuration interaction (VBCI) methods. The wave functions for the three states are expressed in terms of 9–12 VB structures, which can be further condensed into three or four classical Lewis structures, whose weights are quantitatively estimated. Despite the compactness of the wave functions, the BOVB and VBCI methods reproduce the spectroscopic properties and dipole moments of the three states well, in good agreement with previous computational studies and experimental values. By analogy to the isoelectronic O₂ molecule, the ground state ³Σ^? possesses both a σ bond and 3‐electron π bonds. However, here the polar σ bond contributes the most to the overall bonding. It is augmented by a fractional (19 %) contribution of three‐electron π bonding that arises from π charge transfer from fluorine to nitrogen. In the singlet ¹Δ and ¹Σ⁺ excited states the π‐bonding component is classically covalent, and it contributes 28 % and 37 % to the overall bonding picture for the two states, respectively. The resonance energies are calculated and reveal that π bonding contributes at least 24, 35 and 42 kcal mol^?1 to the total bonding energies of the ³Σ^?, ¹Δ and ¹Σ⁺ states, respectively. Some unusual properties of the NF molecule, like the equilibrium distance shortening and bonding energy increasing upon excitation, the counterintuitive values of the dipole moments and the reversal of the dipole moments as the bond is stretched, are interpreted in the light of the simple valence bond picture. The overall polarity of the molecule is very small in the ground state, and is opposite to the relative electronegativity of N vs F in the singlet excited states. The values of the dipole moments in the three states are quantitatively accounted for by the calculated weights of the VB structures.     

价键理论中的组态相互作用

近 2 0年来 ,从头计算水平的价键 (VB)方法得到了人们的重视 ,并广泛应用于化学反应等问题的研究[1～ 5] ,然而目前价键理论的计算方法仍然很不完善 .用 VBSCF方法进行计算虽然比较简单 ,能正确地描述化学反应的形成机理 ,但数值结果不理想 ;而用 BOVB方法[4 ] 进行计算虽然可以得到较好的计算结果 ,但存在收敛困难等问题 .分子轨道理论中的组态相互作用是一种简单直接的电子相关能计算方法 ,显然这一方法可以应用于价键方法中 .然而与分子轨道理论方法不同 ,在价键方法中 ,无法直接得到空轨道 ,此外如何选取激发价键函数使得计算结果…     

过渡金属羰基簇合物的键价计算和分析

本文运用原子簇化合物键价计算公式 ,对过渡金属羰基簇合物成键情况进行了分析 ,利用金属键轨道数 ,价非键轨道数和金属配体成键轨道数计算簇合物价轨道总数 .计算结果表明 :簇合物价轨道总数与金属键轨道数成线性关系 ,BT=9N -Bn.对于一般簇合物其价轨道总数与Lauher的EHMO计算结果 ,与唐敖庆的结构拓扑规则一致 ,对于反常的高核簇合物其价轨道总数与按化学式计算的 1/ 2VE相吻合     

NH3和SO3对硫酸氢铵和硫酸铵生成的影响

通过建立具有更精确的SO₃组分的实验室模拟烟气系统,同步研究了反应物浓度对硫酸氢铵和硫酸铵生成率和生成进度（生成速率）的影响。在实验浓度范围内,硫酸氢铵的开始生成温度为230-270℃,峰值温度为180-240℃,硫酸铵开始生成温度及峰值温度总体上比硫酸氢铵低40℃左右。硫酸氢铵的生成率明显高于硫酸铵,根据NH₃和SO₃浓度与物质的量比不同,烟温到120℃时,硫酸氢铵的生成率为64%-90%,硫酸铵的生成率为6%-15%,硫酸氢铵的生成率为硫酸铵的6-10倍。反应物浓度的增加会促进硫酸氢铵和硫酸铵的生成,且SO₃较NH₃更有利于硫酸氢铵的生成。硫酸氢铵和硫酸铵生成份额随温度的变化呈单峰状,且随着反应物浓度的增加,其峰值所在的温度区间逐渐升高。     

价键理论的不变式方法的新算法

价键理论的不变式方法的新算法吴玮，莫亦荣，张乾二（厦门大学化学系，厦门，３６１００５）关键词价键理论，群论，不变式近年来，我们提出了闭壳层的价键（ＶＢ）计算的不变式（或称正行列式）方法［１，２］．将置换群ＳＮ对ＶＢ结构的对称子群Ｑ进行陪集分解。每一个...     

脱硫废水蒸发增强电除尘脱除PM2.5和SO3实验研究

搭建燃煤热态实验系统,研究脱硫废水蒸发对电除尘和脱硫系统的影响;考察脱硫废水蒸发前后细颗粒粒径的变化、电除尘出口PM_2.5和SO₃浓度变化;分析增强电除尘脱除PM_2.5和SO₃机理。结果表明,脱硫废水蒸发后,蒸发室出口细颗粒粒径峰值由0.1 μm增大到1.1 μm,观察脱硫废水蒸发前后扫描电镜,明显观察到废水蒸发后颗粒团聚长大,颗粒间存在絮状物;采用脱硫废水烟道蒸发后,电除尘细颗粒脱除效率提高5%左右,PM_2.5数量浓度脱除效率提高25%左右;SO₃脱除效率为60%-80%,烟气中SO₃浓度对增强电除尘脱除PM_2.5和SO₃均有影响;脱硫废水蒸发对脱硫系统的效率和脱硫浆液的pH值没有影响。