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frontier orbital是什麼意思，frontier orbital的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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常用詞典

  • [物化] 前沿軌道

    • 例句

  • This paper suggests frontier orbital energies as criterion of the dynamic stability.

    本文建議用前線分子軌道能量作為分子動力學穩定性判據。

  • Based on the frontier orbital characters and charge distributions the electronic structures of these compounds are discussed.

    從前線軌道特征、電荷分布等與自由卟啉對比讨論了雜原子取代卟啉的電子結構。

  • Between electron density distribution of molecular frontier orbital energy and the substitute position, there were some dependencies.

    發現前線軌道能量與分子的電子密度分布及取代位置均有一定依賴關系。

  • The active atoms and bonds of reaction were provided by frontier molecular orbital theory.

    用前線分子軌道理論分析了反應的活性原子和活性鍵。

  • The result is explained qualitatively with the theory of frontier molecular orbital.

    根據前線分子軌道理論，對實驗結果提出了定性的解釋。

    • 專業解析

    前線軌道（Frontier Orbital）是量子化學中的重要概念，特指分子中能量最高且已占據的分子軌道（HOMO）和能量最低且未占據的分子軌道（LUMO）。該理論由日本化學家福井謙一于1952年提出，揭示了化學反應中電子轉移的關鍵機制，并因此獲得1981年諾貝爾化學獎。

    一、核心定義

    1. HOMO（Highest Occupied Molecular Orbital）

      分子中能量最高的已填充電子軌道。其電子最易失去，主導親核反應和氧化行為。例如，烯烴的HOMO參與親電加成反應。

    2. LUMO（Lowest Unoccupied Molecular Orbital）

      分子中能量最低的空軌道，最易接受電子，主導親電反應和還原行為。如羰基化合物的LUMO與親核試劑的反應。

    二、理論價值

    前線軌道理論通過HOMO-LUMO相互作用解釋反應活性：

    三、實際應用

    1. 反應位點預測

      親電位點出現在HOMO電子密度高的區域，親核位點則與LUMO相關。例如，吡啶的硝化反應發生在LUMO系數最大的β位。

    2. 光化學過程

      光激發使電子從HOMO躍遷至LUMO，産生激發态。該過程在光合作用和光催化劑設計中至關重要。

    3. 材料科學

      有機半導體中，HOMO/LUMO能級差決定帶隙，影響光電性能。調控前線軌道能級可優化OLED器件效率。

    權威參考文獻

    1. 諾貝爾獎官網對福井謙一工作的介紹：Nobel Prize in Chemistry 1981
    2. IUPAC《量子化學術語》定義：Frontier Orbitals
    3. 《Science》綜述：前線軌道理論在反應機理中的應用（DOI:10.1126/science.1247589）
    4. 《Nature Reviews Materials》：分子軌道工程在光電器件中的進展（DOI:10.1038/s41578-019-0147-7）

    網絡擴展資料

    前沿軌道（Frontier Orbital）是量子化學中的一個重要概念，特指分子軌道中的最高占據軌道（HOMO） 和最低未占據軌道（LUMO），它們共同決定了分子的化學反應活性與選擇性。

    核心要點：

    1. 定義與組成

      • HOMO（Highest Occupied Molecular Orbital）：分子中能量最高的被電子占據的軌道，通常提供電子的能力最強。
      • LUMO（Lowest Unoccupied Molecular Orbital）：分子中能量最低的未被電子占據的軌道，通常最易接受電子。

    2. 應用領域
      該理論廣泛應用于解釋化學反應機制，如：

      • Diels-Alder反應：共轭二烯烴的HOMO與親雙烯體的LUMO重疊，驅動環加成反應。
      • 協同反應：預測反應的區域選擇性和立體選擇性。

    3. 理論意義

      • 前線分子軌道理論（Frontier Orbital Theory）認為，HOMO與LUMO的相互作用是化學反應的核心，尤其適用于共轭體系和自由基反應。
      • 通過分析軌道對稱性能否匹配，可判斷反應是否允許（如Woodward-Hoffmann規則）。

    示例說明：

    在乙烯與丁二烯的環加成中，丁二烯的HOMO（提供電子）與乙烯的LUMO（接受電子）對稱性匹配，導緻軌道有效重疊并形成新鍵。

    如需更深入的理論推導或實際案例，可參考量子化學教材或相關研究文獻。

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