一种改进的休克尔分子轨道模型预测纯碳环分子稳定结构

doi:10.3866/PKU.DXHX202104033

大学化学 >> 2022, Vol. 37 >> Issue (1): 2104033.doi: 10.3866/PKU.DXHX202104033

一种改进的休克尔分子轨道模型预测纯碳环分子稳定结构

张亦弛, 侯华, 王宝山()

武汉大学化学与分子科学学院, 武汉 430072

收稿日期:2021-04-13 录用日期:2021-05-06 发布日期:2021-05-20
通讯作者: 王宝山 E-mail:baoshan@whu.edu.cn
作者简介:王宝山，Email: baoshan@whu.edu.cn
基金资助:
武汉大学通识课程教学改革项目

A Modified Hückel Molecular Orbital Model to Predict the Structure of Cyclo[2n]carbons

Yichi Zhang, Hua Hou, Baoshan Wang()

College of Chemistry and Molecular Sciences, Wuhan University, Wuhan 430072, China

Received:2021-04-13 Accepted:2021-05-06 Published:2021-05-20
Contact: Baoshan Wang E-mail:baoshan@whu.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

针对休克尔分子轨道（HMO）理论中只考虑相邻原子轨道相互作用的缺点，提出了一种改进的HMO模型，明确考虑间位碳原子共振积分，采用对称性匹配的分子轨道，得到了π共轭体系的能级公式，发现分子对称性降低可产生额外稳定化能，从而正确解释了纯碳环C_2n分子稳定结构中键角交替变化规律，为理解二级Jahn-Teller效应提供了新思路。

关键词: 休克尔分子轨道理论, 共振积分, 纯碳环, 对称性, 能级

Abstract:

Hückel Molecular Orbital (HMO) theory is popular in chemistry, but it assumes that the reduced resonance integrals exist only between the nearest-neighbor carbon atoms. Such an approximation has been justified by the explicit inclusion of the resonance integrals between the meta-directing π-bonded atoms. The energy eigenvalues are obtained using the symmetry-adapted molecular orbitals, together with the extra stabilization energy due to symmetry breaking. The polyynic geometries of cyclo[2n]carbons with alternating angles are explained rationally using the modified HMO model, which gains new insights on the second-order Jahn-Teller effect for carbon rings.

Key words: Hückel molecular orbital theory, Resonance integral, Carbon ring, Symmetry, Energy level

张亦弛, 侯华, 王宝山. 一种改进的休克尔分子轨道模型预测纯碳环分子稳定结构[J]. 大学化学, 2022, 37(1): 2104033.

Yichi Zhang, Hua Hou, Baoshan Wang. A Modified Hückel Molecular Orbital Model to Predict the Structure of Cyclo[2n]carbons[J]. University Chemistry, 2022, 37(1): 2104033.

链接本文: https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.DXHX202104033

https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/Y2022/V37/I1/2104033

图/表 4

参考文献 19

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