アリルカチオンとアニオンのπ分子軌道

1,3-ブタジエンは4炭素共役系であることを思い出してください。それに比べて、アリルカチオンとアニオンは3炭素共役系です。

アリル系における3つの非ハイブリダイゼーション原子p軌道の線形結合は、3つのπ分子軌道を与える。

最もエネルギーの低い分子軌道であるψ₁は、すべてのp軌道の同相オーバーラップによって形成され、完全に結合しています。

ψ₂には、中央炭素を通過する1つのノードがあります。隣接する炭素間には重なりがないため、これは非結合性軌道であり、エネルギー的には原子軌道と類似しています。

ψ₃は完全に反結合性で、3つの位相がずれたp軌道が2つのノードを形成しています。

アリルカチオンのπ電子2個が_{ψ 1}を満たし、これがHOMOとなり、ψ₂がLUMOとなります。

これに対し、アリルアニオンは、ψ₁とψ₂の間に分布する4つのπ電子を持ち、ψ₂がHOMOでψ₃がLUMOです。

興味深いことに、どちらの系でも、電荷は末端の炭素に集中しており、これは共鳴像と一致しています。