軌道對稱性守恒英文解釋翻譯、軌道對稱性守恒的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 conservation of orbital symmetry

分詞翻譯：

軌道的英語翻譯：

course; orbit; path; railway; roadway; track; trajectory; tramroad
【計】 orbiting laboratory
【化】 orbit; orbital; trajectory

對稱的英語翻譯：

symmetry
【化】 symmetry
【醫】 symmetry

守恒的英語翻譯：

【建】 conservation

專業解析

軌道對稱性守恒（Conservation of Orbital Symmetry）是量子化學和分子軌道理論中的一個核心概念，指在協同反應（如電環化反應、環加成反應）中，分子軌道的對稱性必須在整個反應過程中保持不變。該原理由羅伯特·伍德沃德（Robert Burns Woodward）和羅德·霍夫曼（Roald Hoffmann）于1965年提出，揭示了化學反應選擇性的深層規律。

一、核心定義與原理

對稱性匹配原則
反應物與産物的分子軌道在對稱操作（如旋轉、反映）下需保持對稱性一緻。若最高占據分子軌道（HOMO）的對稱性與産物軌道不匹配，反應将因對稱性禁阻而難以發生。例如，丁二烯電環化生成環丁烯時，加熱條件下需通過順旋（conrotatory）方式使軌道對稱性守恒，而光照條件下則通過對旋（disrotatory）實現。
前線軌道理論應用
福井謙一提出的前線軌道理論（HOMO-LUMO相互作用）與此緊密關聯。反應中電子從HOMO流向LUMO時，軌道相位（對稱性）必須匹配。如[4+2]環加成反應（狄爾斯-阿爾德反應）中，雙烯體的HOMO與親雙烯體的LUMO對稱性一緻，故為對稱性允許。

二、關鍵應用場景

立體化學預測
在電環化反應中，軌道對稱性守恒直接決定産物的立體構型。如（2E,4Z）-己二烯加熱時順旋關環生成順式二甲基環丁烷，而光照時對旋生成反式産物。
光化學反應選擇定則
光照激發電子至反鍵軌道（原LUMO），導緻HOMO對稱性反轉，使熱禁阻反應在光化學條件下可行。例如，[2+2]環加成在紫外光照射下可順利發生。

三、權威參考文獻

原始文獻
Woodward, R. B. & Hoffmann, R. (1965). The Conservation of Orbital Symmetry. Angewandte Chemie International Edition, 4(11), 781–853. DOI:10.1002/anie.196507811

教材論述
Clayden, J. Organic Chemistry (2nd ed.). Oxford University Press. Chapter 35: Pericyclic reactions.

百科解析
IUPAC. Compendium of Chemical Terminology ("Gold Book"). Term: orbital symmetry conservation. DOI:10.1351/goldbook.O04326

網絡擴展解釋

軌道對稱性守恒是量子化學中的重要概念，指在化學反應或物理過程中，原子或分子軌道的對稱性在反應前後保持不變，從而影響反應方向和産物的立體化學特性。以下從不同層面進行解釋：

一、基本定義

軌道對稱性守恒的核心是：在協同反應（一步完成的反應）中，反應物與産物的分子軌道對稱性必須一緻，否則反應難以進行。這種對稱性匹配決定了反應的立體選擇性和能量路徑。

二、理論分支

原子軌道對稱性守恒
例如dz²軌道的電子數目守恒（如過渡金屬反應中），這類對稱性涉及原子軌道在空間分布上的對稱性，影響電子排布和化學鍵形成。
分子軌道對稱性守恒
由霍夫曼和福井謙一提出的分子軌道對稱守恒原理，主要用于分析周環反應（如電環化、環加成）。其核心觀點是：
- 協同反應中，分子軌道的對稱性始終不變，确保過渡态能量最低；
- 對稱性匹配的反應稱為“對稱性允許”，反之則為“對稱性禁阻”。

三、應用與實例

前線軌道理論
通過分析最高占據軌道（HOMO）和最低未占軌道（LUMO）的對稱性相位，預測反應能否發生。例如：
- 丁二烯電環化反應中，加熱條件下軌道對稱性要求順旋開環，光照則要求對旋開環。
立體化學控制
在Cope重排等反應中，對稱性守恒規則可準确預測産物的立體構型，避免傳統價鍵理論的複雜計算。

四、意義與局限性

該原理簡化了複雜反應的預測，尤其在天然産物合成中具有指導意義。但需注意：

僅適用于協同反應，分步反應不適用；
極端條件（如高壓、強應力）可能打破對稱性限制。

總結來看，軌道對稱性守恒通過對稱性匹配原則，揭示了化學反應中能量與結構的深層聯繫，是理解協同反應機理的關鍵工具。