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分子轨道英文解释翻译、分子轨道的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【化】 MO; molecular orbital

分词翻译:

分的英语翻译:

cent; dispart; distribute; divide; marking; minute
【计】 M
【医】 deci-; Div.; divi-divi

子轨道的英语翻译:

【计】 semi-orbit; subtrack

专业解析

分子轨道(Molecular Orbital, MO)是从量子化学角度描述分子中电子运动状态的核心概念,其定义需结合汉英词典释义与化学理论背景综合阐述:


一、术语定义与理论背景

  1. 汉英词典释义

    • 中文:分子轨道(fēn zǐ guǐ dào)指分子中电子所处的量子态,由原子轨道线性组合形成,描述电子在分子整体中的空间分布与能量。
    • 英文:Molecular Orbital (MO) is a region in a molecule where an electron has the highest probability of being found, formed by the combination of atomic orbitals.

      来源:IUPAC《Compendium of Chemical Terminology》

  2. 理论基础

    分子轨道理论(Molecular Orbital Theory, MOT)由洪特(Hund)、穆利肯(Mulliken)等人发展,强调分子中电子属于整个分子而非特定原子,通过薛定谔方程求解分子波函数(即分子轨道)。


二、核心特性与数学表达

  1. 轨道形成原理

    原子轨道(Atomic Orbitals, AOs)通过线性组合(Linear Combination of Atomic Orbitals, LCAO)形成分子轨道:

    $$ psi_{text{MO}} = c_1 phi_1 + c_2 phi_2 $$

    其中 $phi_1, phi_2$ 为原子轨道,$c_1, c_2$ 为组合系数,决定轨道相位与能量。

  2. 轨道类型与能量

    • 成键轨道(Bonding MO):原子轨道同相叠加,电子云密度集中于原子间,能量低于原原子轨道(如 $sigma$, $pi$ 轨道)。
    • 反键轨道(Antibonding MO):原子轨道异相叠加,节点处电子云密度为零,能量高于原原子轨道(标记为 $sigma^$, $pi^$)。
    • 非键轨道(Nonbonding MO):能量近似原子轨道,不参与成键(如孤对电子)。

三、应用与实例

  1. 解释分子性质

    • 键级计算:键级 = $frac{1}{2}$(成键电子数 - 反键电子数),预测键稳定性(如 $O_2$ 键级为2,含两个未成对电子,解释顺磁性)。
    • 光谱分析:电子跃迁(如HOMO→LUMO)对应紫外-可见吸收光谱。
  2. 典型分子轨道图示

    • $ce{H2}$:两个1s轨道组合为 $sigma{1s}$(成键)与 $sigma{1s}^*$(反键)。
    • $ce{O2}$:分子轨道能级图显示两个电子占据简并的 $pi^*$ 轨道,符合洪特规则。

权威参考文献

  1. Levine, I. N. Quantum Chemistry (7th ed.). Pearson, 2014. 链接
  2. Atkins, P. W., & Friedman, R. Molecular Quantum Mechanics (5th ed.). Oxford University Press. 链接
  3. IUPAC. "Molecular Orbital." Gold Book. DOI: 10.1351/goldbook.M04003. 链接

注:部分经典教材链接导向出版社官网,IUPAC术语库为化学标准定义来源。

网络扩展解释

分子轨道是量子化学中描述分子内电子运动状态的核心概念,指分子中电子在空间分布的波函数。其核心特点是将电子视为属于整个分子而非特定原子,通过原子轨道的线性组合(LCAO)形成。

关键要点解析

  1. 形成方式
    原子轨道通过线性组合形成分子轨道,包括:

    • 成键轨道(能量低于原子轨道,如σ、π轨道)
    • 反键轨道(能量高于原子轨道,如σ、π轨道)
    • 非键轨道(能量与原子轨道相近)
  2. 轨道类型

    • σ轨道:原子轨道头对头重叠形成(如H₂的s-s轨道重叠)
    • π轨道:原子轨道肩并肩重叠(如O₂的p-p轨道重叠)
    • δ轨道:d轨道面对面重叠(如某些过渡金属配合物)
  3. 能量与稳定性
    电子优先填充低能轨道,成键轨道电子使分子稳定,反键轨道电子削弱键合。键级计算公式为:
    $$text{键级} = frac{text{成键电子数} - text{反键电子数}}{2}$$
    例如O₂的键级为2,对应双键结构。

  4. 理论优势

    • 解释分子磁性(如O₂的顺磁性源于两个单电子π*轨道)
    • 处理离域电子体系(如苯的共轭π轨道)
    • 预测分子激发态(通过轨道能级跃迁)
  5. 与价键理论对比
    分子轨道理论更擅长描述多原子分子和电子离域现象,而价键理论侧重定域键的直观描述。两者结合可全面理解化学键本质。

该理论广泛应用于光谱分析、反应机理研究及材料科学中,是现代化学键理论的重要支柱。

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