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【正文】 xz])(1 π)(3 σ)(1 π)(2 σ)K K ( 2 σ[N 0g2g4u2u2g254 N2+O2 = 2NO ])( π)( π)( π)( π)( σ)( σ)KK( σ[O 1*2p1*2p22p22p22p2*2s22s2 yxyxz])(1 π)(3 σ)(1 π)(2 σ)K K ( 2 σ[N 0g2g4u2u2g2O2 LUMO N2 LUMO 過渡金屬 d軌道 55 N2+O2 = 2NO 對汽車尾氣中的 NO，目前廣泛采用的是以PtRh負載于 Al2O3制成的蜂巢狀載體上的整體催化劑，使汽車尾氣中的烴類、 CO和 NO同時去除。汽車尾氣凈化器 56 金屬鎳做催化劑 C2H4+H2 = C2H6 *1s1s2*42σσHππHCL U MOH O MOC2H4 HOMO H2 LUMO C2H4 LUMO H2 HOMO H2 LUMO C2H4 LUMO 電子流向 57 HCCCC RHRH RR HΔ 順旋 HCCCC RHRH HR R對旋 h? C2對稱 ?v對稱丁二烯型化合物 58 前線軌道 : 光照下占據(jù)軌道，對旋閉環(huán) 加熱下占據(jù)軌道，順旋閉環(huán) LUMO HOMO FMO ?3 ?2 + 熱反應(yīng)為基態(tài)反應(yīng)；光反應(yīng)為激發(fā)態(tài)反應(yīng)。丁二烯型化合物 59 己三烯型化合物己三烯 ?1 ?2 ?3 ?4 ?5 ?6 環(huán)己二烯熱反應(yīng) 對旋閉環(huán) 光反應(yīng) 順旋閉環(huán) 60 ?電子數(shù) 反應(yīng)條件反應(yīng)方式 4m ? h? 順旋對旋 4m+2 ? h? 對旋順旋共軛多烯環(huán)合反應(yīng)的規(guī)律 61 ? 分子在反應(yīng)過程中，分子軌道發(fā)生相互作用，優(yōu)先起作用的是前線軌道。 ? 雙分子反應(yīng)要求： 1. 一個分子中的 HOMO和另一個分子中的LUMO必須對稱性匹配； 2. 互相起作用的 HOMO和 LUMO的能級相近； 3. 電子轉(zhuǎn)移要和舊鍵斷裂，新鍵生成一致。 ? 單分子反應(yīng)只涉及 HOMO。前線軌道理論要點 62 福井謙一(1918~1998) 日本物化學家 1981年諾貝爾化學獎福井謙一主要成就：建立了前線軌道理論，發(fā)現(xiàn)分子軌道的高能級支配著化學反應(yīng)的進程。該理論解釋化學反應(yīng)過程的重要方法，能預(yù)測有機分子化學反應(yīng)的過程， 20世紀 80年代后把它應(yīng)用在三個或更多的反應(yīng)分子中。 63 2. 分子軌道對稱守恒原理 Hoffman (1937 ~ ) 1981年諾貝爾化學獎分子軌道對稱守恒原理： ? 系統(tǒng)地解釋協(xié)同反應(yīng)的規(guī)律 ? 概括有機化合物的重排、異構(gòu)化和環(huán)化等化學反應(yīng)進程 ? 闡述了電子軌道的對稱性和能量在化學反應(yīng)中具有同樣的重要性 ? 化學合成中一種非常有用的手段 64 N NNC oNC H3C H2C O N H2C H3C H3H2C O C H2NH2N O C H2CC H2C H2C O N H2C H3C H2C H2C O N H2H3CH3CH N O C H2C H2CC H2C H2C O N H2C H3C H3H2CC H C H3OPO OO H OC H2O HNNC H3C H3維生素 B12的結(jié)構(gòu)式 1972年，完成了維生素 B12的全合成，在此基礎(chǔ)上，提出了WoodwardHoffman分子軌道對稱守恒原理。 2. 分子軌道對稱守恒原理 Woodward —— “現(xiàn)代有機合成之父” 65 分子軌道的對稱性將反應(yīng)物和產(chǎn)物的全部分子軌道一起考慮。 ?1 ?2 ?3 ?4 S A S A ?* ?* ? ? S A S A S A S A S A S A 環(huán)丁烯丁二烯 ?v C2 ?v C2 66 基態(tài)反應(yīng)，加熱即可 A A A A S S S S ?1 ?2 ?3 ?4 ?* ?* ? ? S A A A S S A S ?1 ?2 ?3 ?4 ?* ?* ? ? 丁二烯環(huán)丁烯 ?v 對旋丁二烯環(huán)丁烯 C2 順旋反應(yīng)中保持 C2或 ?v對稱性分子軌道能量相關(guān)圖激發(fā)態(tài)反應(yīng)，光照 ?反應(yīng)物的分子軌道與產(chǎn)物的分子軌道一一對應(yīng) ?對稱性相同、能量相近的軌道用相關(guān)線連接 ?對稱性相同的相關(guān)線不相交 67 總結(jié) 通過本次課程的學習，要求大家能用前線軌道理論判斷簡單的雙分子基元反應(yīng)的可能性，理解其中過渡金屬催化劑的作用原理，從分子水平上增加對化學反應(yīng)動力學的理解。能用前線軌道理論分析有機化合物成環(huán)的規(guī)律，以及了解分子軌道對稱守恒原理。本次課程內(nèi)容為學習后續(xù)課程有機化學中的有機化合物的重排、異構(gòu)化和環(huán)化等化學反應(yīng)進程打下理論基礎(chǔ)。 68 P159160 6, 7, 1216 補充題：下列分子生成什么共軛大 ?鍵，分子構(gòu)型有何特點？丁二炔、苯乙烯、臭氧、 BF HgCl C6H5Cl、C6H5CN、 NO NO CO3 SO CO2 、C6H5COOH 本章習題 (Part 2)

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