1.11
分子轨道理论描述了电子在整个分子中的分布,而不是将电子局限于原子之间的特定化学键。
同相原子轨道之间的相长干涉对应于正电荷原子核之间更高的电子密度,从而使分子更加稳定。该成键分子轨道的能量低于任一原始原子轨道。
相位相反的原子轨道之间的相消干涉对应于原子核间节点平面上的电子密度降低,导致分子稳定性下降。这种反键分子轨道的能量高于原子轨道,并用星号标记。
分子轨道根据原子轨道重叠的方式进行分类。沿着核间轴以头对头方式组合的原子轨道,例如两个s轨道或两个端对端的p轨道之间的重叠,会形成σ分子轨道。σ轨道的电子密度集中在核间轴周围。
侧面重叠,例如两个p轨道的侧向重叠,会形成π分子轨道。此处,电子密度集中在核间轴的两侧。
三个不同p轨道的空间取向意味着,通常其中一对轨道以头对头方式重叠,而另外两对则以肩并肩方式重叠。π成键轨道的能量通常相等,即简并,π反键轨道也是如此。
分子轨道理论根据分子的键级预测共价键的稳定性,键级等于成键轨道中的电子数减去反键轨道中的电子数,再除以二。
大于零的键级表明可以存在一个或多个共价键,而键级为零则意味着不应存在化学键。
分子轨道理论对于苯等多原子分子同样具有重要意义。苯的路易斯结构无法准确描述其离域电子,而分子轨道理论则将这些电子分配到覆盖整个碳环的三个π成键分子轨道中。
分子轨道理论以类似于原子轨道中电子分布的方式描述分子中电子的分布。 分子中可能存在价电子的空间区域称为分子轨道。 从数学上讲,原子轨道的线性组合 (LCAO) 会生成分子轨道。 同相原子轨道波函数的组合产生具有高电子密度概率的区域,而异相波产生没有电子密度的节点或区域。
相邻原子上两个原子 s 轨道…