第7章二茂铁分子轨道

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1、2021/6/41 下面我们将用分子轨道理论来讨论它的化学键问下面我们将用分子轨道理论来讨论它的化学键问题。题。根据二茂铁的结构，铁与环间的距离较远根据二茂铁的结构，铁与环间的距离较远(166pm)，因此，因此，(每个每个)环上的环上的C原子之间的作用原子之间的作用超过了超过了C与与Fe原子间的作用，因此二茂铁的分子原子间的作用，因此二茂铁的分子轨道可以按下面的顺序进行组合。轨道可以按下面的顺序进行组合。2021/6/42 首先是组成环戊二烯基的非定域分子轨道。首先是组成环戊二烯基的非定域分子轨道。由于环戊二烯基含有垂直于碳原子平面的五条由于环戊二烯基含有垂直于碳原子平面的五条 p 轨道，由这

2、五条轨道，由这五条p轨道可以线性地组成五条非定域轨道可以线性地组成五条非定域p 轨道。轨道。这些轨道的正负区域及节面数可表示如下这些轨道的正负区域及节面数可表示如下:图中红色虚线表示分子的节面，因此，按照轨道图中红色虚线表示分子的节面，因此，按照轨道(图图形形)的对称性，这五条分子轨道可分为三类的对称性，这五条分子轨道可分为三类:一类没有节面一类没有节面，第二类是有一个节面的简并轨道，第三类是有两个节面，第二类是有一个节面的简并轨道，第三类是有两个节面的简并轨道。显然这些轨道的能级随节面的增多而升高。的简并轨道。显然这些轨道的能级随节面的增多而升高。2021/6/43 用同样方法可以得到其他八

3、条分子轨道。用同样方法可以得到其他八条分子轨道。最后，由环戊二烯基的配体群轨道与最后，由环戊二烯基的配体群轨道与 Fe 原子的价电子轨原子的价电子轨道，按对称性匹配原则组合成成二茂铁的分子轨道，道，按对称性匹配原则组合成成二茂铁的分子轨道，然后，我们将两个环戊二烯基环的一共十条然后，我们将两个环戊二烯基环的一共十条p 轨道组合成轨道组合成十条配体群轨道。例如按照对称性匹配的原则，第一个环中的十条配体群轨道。例如按照对称性匹配的原则，第一个环中的轨道和第二个环中的轨道可以线性地组成合二条配体群轨道轨道和第二个环中的轨道可以线性地组成合二条配体群轨道a1g和和a2u(g表示中心对称表示中心对称,u

4、表示中心反对称表示中心反对称)。+a1g+au22021/6/44Cp能级能级 Cp轨道对称性轨道对称性 Cp的分子轨道的分子轨道 Fe的原子轨道的原子轨道 Cp2Fe的分子轨道的分子轨道x2-y2 xy4个个3dyz xz2个个4p强成键MO(a)弱成键简并MO(e1)反键MO(e2)3dz2a1g4s1个个4p2021/6/45e2ua1ga2ue1ge1ue2ga1ga2ue1ue1ge2ga1ga1ge1ga2ue2ue2ge1u4p a2u4p e1u4s a1g3d a1g3dyz,3dzx,(e1g)3dx2-y2,3dxy,(e2g)两个两个Cp配体轨道群配体轨道群10条原子轨道条原子轨道(错位错位 D5d)8对对 成键轨道成键轨道/反键轨道反键轨道3个非键轨道（个非键轨道（1个用于成键；个用于成键；2个在反键）个在反键）二茂铁分子轨道二茂铁分子轨道铁原子轨道铁原子轨道Fe:3d64s29个原子轨道个原子轨道10个个轨道轨道g:中心对称中心对称 gerad u:非中心对称非中心对称 ungerada：非简并：非简并 e:二重简并二重简并 18个电子分别进入个电子分别进入8个成个成键轨道和一个非键轨道键轨道和一个非键轨道3dz2部分资料从网络收集整理而来，供大家参考，感谢您的关注！