
【化】 bonding (molecular)orbital; bonding MO(BMO)
成鍵分子軌道(Bonding Molecular Orbital, BMO)是指當兩個原子軌道線性組合形成分子軌道時,能量低于參與組合的原子軌道的分子軌道。其波函數相位匹配(同號重疊),導緻電子雲密度集中在兩原子核之間,形成穩定的化學鍵。
能量與穩定性
成鍵分子軌道的能量低于組成它的原子軌道能量。當電子填入成鍵軌道時,體系能量降低,分子趨于穩定。例如,氫分子(H₂)的σ₁s成鍵軌道能量低于兩個1s原子軌道。
電子雲分布
電子在成鍵軌道中的概率密度在兩原子核間區域顯著增大,形成電子橋,抵消兩核間的排斥力,産生淨的吸引作用(即共價鍵)。
電子填充規則
根據泡利不相容原理和能量最低原理,電子優先填入能量最低的成鍵軌道。例如,O₂分子的成鍵軌道(如σ₂p、π₂p)容納部分價電子,影響鍵級與磁性。
與反鍵軌道對比
成鍵軌道(如σ、π)促進化學鍵形成,而反鍵軌道(如σ、π)能量高于原子軌道,削弱鍵合強度。分子穩定性取決于成鍵電子數與反鍵電子數之差。
權威參考來源:
成鍵分子軌道是分子軌道理論中的核心概念,指原子軌道線性組合後形成的能量低于原始原子軌道的分子軌道,能夠促進化學鍵的形成和分子穩定。以下是詳細解釋:
成鍵分子軌道由兩個或多個原子軌道通過波函數同相位疊加(符號相同的部分)形成。例如,兩個s軌道疊加時,電子雲在核間區域密度增大,能量降低。這種組合方式減少了系統總能量,有利于原子間結合。
成鍵分子軌道通過原子軌道的有效疊加降低能量,是化學鍵形成的關鍵。其類型和作用機制直接影響分子結構及性質,例如H₂中的σ₁s成鍵軌道使兩個氫原子穩定結合。更多細節可參考分子軌道理論相關文獻。
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