分子轨道
分子轨道详解
1。分子当中的电子在遍及整个分子范围内运动，每一个电子的运动状态都可以用一个分子波函数（或者称为分子轨道）Ψ来描述。|Ψ|^2表示了电子在空间各处出现的几率密度。
2。分子轨道可以通过相应的原子轨道线性组合而成。有几个原子轨道相组合，就形成几个分子轨道。在组合产生的分子轨道中，能量低于原子轨道的称为成键轨道；高于原子轨道的称为反键轨道；与原轨道能量相近的称为非键轨道。
3。原子轨道在组成分子轨道时候，必须满足下面三条原则才能有效的组成分子轨道。
（1）对称性匹配原则：两个原子轨道的对称性匹配时候它们才能够组成分子轨道。那么什么样子的原子轨道才是对称性匹配呢？可将两个原子轨道的角度分布图进行两种对称性操作，即旋转和反映操作，“旋转”是绕键轴（以x轴为键轴）旋转180度，“反映”是包含键轴的某一个平面（xy或者xz）进行反映，即是照镜子。
若操作以后它们的空间位置，形状以及波瓣符号均没有发生改变称为旋转或者反应操作对称，若有改变称为反对称。两个原子轨道“旋转”“反映”两种对称性操作均为对称或者反对称就称为两者“对称性匹配”。
s和Px原子轨道轨道对于旋转以及反应两个操作均为对成；Px以及Pz原子轨道对于旋转以及反应两个操作均是反对成，所以它们都是属于对称性匹配，可以组成分子轨道，同理我们还可以得到Py与Py，Pz与Pz原子轨道也是对称性匹配。（见图3，4，5）
（2）能量近似原则：当参与组成分子轨道的原子轨道之间能量相差太大时候，不能有效的组成分子轨道。原子轨道之间的能量相差越小，组成的分子轨道成键能力越强，称为“能量近似原子”。
（3）最大重叠原则：原子轨道发生重叠时，在可能的范围内重叠程度越大，形成的成键轨道能量下降就越多，成键效果就越强。
4。当形成了分子时，原来处于分子的各个原子轨道上的电子将按照泡利不相容原理，能量最低原理，Hund规则这三个原则进入分子轨道。这点和电子填充原子轨道规则完全相同。
（三）分子轨道的类型
在价键理论当中共价键可以分为δ和∏键。在分子轨道当中我们如何区别它们呢？在氢分子离子形成过程当中我们看到了由两个1s轨道形成了一个成键的δ1s轨道（形状像橄榄）和另一个反键δ1s*（形状像两个鸡蛋）。凡是分子轨道对成周形成圆柱形对成的叫做“δ轨道”。在成键δ轨道上的电子称为“成键δ电子”，她们使得分子稳定化；在反键δ*轨道上的电子称为“反键δ电子”，她们使得分子有解离的倾向。由成键δ电子构成的共价键称为δ键。（见图6）同样，我们可以用参加组合的原子轨道图形，按照一定的重叠方式定性的绘出其他的分子轨道。比如沿着x轴考紧则两个px轨道将“头碰头”的组成两个δ型分子轨道，如果时py和py，pz和pz就是“肩并肩”的组合称为另一种形状的分子轨道，称为π轨道
它们有一个通过键轴与纸面垂直的对称平面，好像两个长型的冬瓜，分别置于界面的上下。成键∏轨道上的电子叫做成键π电子，它们使得分子稳定。图下部反键π2p*轨道，它们能量较高，好像四个鸡蛋分别置于节面上下。反键π轨道上的电子叫做“反键π电子”，她们有使得分子解离的倾向。由成键π电子构成的共价键称为“π键”
由两个p原子轨道形成的∏键称为p－pπ键。处此之外，p轨道还可以和对称性的d轨道形成p－dπ键，例如px－dxz。相同对称性的d轨道之间还能形成d－dπ键，例如dzx－dzx。
我们可以看出，无论是δ型轨道还是π轨道，成键轨道中的都是电子云在两核之间的密度比较大，因此有助于两个原子的组合。在反键轨道中，电子云原理两核中间区域偏向于两核的外测，从而使得两个原子的分离。
（四）键级
分子的键级等于成键电子数减反键电子数再除以二。键级越大，键越稳定，键级为0的分子不存在。