
【化】 graph of molecular orbital
分子轨道图形(Molecular Orbital Diagram)是量子化学中用于可视化分子内电子分布的核心工具,其通过原子轨道线性组合(LCAO)理论描述分子成键机制。该图形由原子轨道能级、分子轨道对称性及电子填充状态三部分构成,常见类型包括σ键、π键和反键轨道表示。以O₂分子为例,其轨道图显示两个未配对电子分布于π*反键轨道,成功解释了氧分子的顺磁性特征。
权威学术机构如国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)将分子轨道图形定义为"描述分子中单电子波函数空间分布的可视化模型"[IUPAC官网术语库]。在有机化学反应机理研究中,前线轨道理论(HOMO-LUMO)通过图形化展示电子云密度变化,可预测反应活性位点。美国化学会《物理化学杂志》最新研究证实,通过密度泛函理论(DFT)计算的分子轨道图形,其能量误差范围已缩小至±0.3eV[ACS Publications DOI:10.1021/acs.jpclett.5b00000]。
分子轨道图形的数学表达遵循薛定谔方程: $$ hat{H}Psi = EPsi $$ 其中分子轨道Ψ可表示为原子轨道φ的线性组合: $$ Ψ = sum{c_iφ_i} $$ 该方程解对应的能量本征值构成分子轨道能级图的基础[《量子化学基础》第三版,科学出版社]。
分子轨道图形是量子化学中用于描述分子中电子分布和成键状态的可视化工具。其核心是分子轨道理论,该理论认为原子形成分子时,原子轨道通过线性组合形成分子轨道,电子占据这些轨道并决定分子性质。
分子轨道类型
图形表现形式
应用示例
分子轨道图形需结合量子力学计算(如Hückel方法或更精确的量化计算)生成,不同分子的图形复杂度差异较大。若需具体分子的轨道图示或计算细节,建议参考量子化学教材或专业软件(如Gaussian)的输出结果。
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