
【化】 molecular orbital theory
cent; dispart; distribute; divide; marking; minute
【計】 M
【醫】 deci-; Div.; divi-divi
【計】 semi-orbit; subtrack
frame of reference; theoretics; theorization; theory
【化】 Rice-Ramsperger-Kassel theoryRRK; theory
【醫】 rationale; theory
分子軌道理論(Molecular Orbital Theory,簡稱MO理論)是量子化學中描述分子内電子運動狀态的核心理論之一。該理論認為,原子結合成分子時,原子的原子軌道通過線性組合形成分子軌道,電子分布于整個分子而非定域在單個原子間。以下從漢英雙語角度解析其核心内涵:
基本定義與核心觀點
分子軌道理論強調電子的離域性,即分子軌道由原子軌道的疊加形成("Molecular orbitals result from the combination of atomic orbitals")。例如,兩個氫原子的1s軌道組合可形成成鍵軌道(σ)和反鍵軌道(σ*)。該觀點突破了價鍵理論的定域電子假設,為共轭體系(如苯分子)的電子分布提供了更精确的描述。
數學表達與計算基礎
分子軌道的波函數(ψ)通過原子軌道波函數(χ)的線性組合表達為: $$ ψ = c_1χ_1 + c_2χ_2 + cdots + c_nχ_n $$ 其中系數$c_i$由薛定谔方程求解确定。此方法由羅伯特·密立根(Robert Mulliken)和弗裡德裡希·洪德(Friedrich Hund)于20世紀30年代提出,成為現代計算化學軟件(如Gaussian)的理論基礎。
應用領域與權威驗證
該理論在多個領域具有權威應用:
國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)将其列為化學鍵理論的基準解釋體系。
漢英術語對照與教學實踐
在雙語教材中,關鍵概念采用對應翻譯:
中文術語 | 英文術語 |
---|---|
成鍵軌道 | Bonding orbital |
反鍵軌道 | Antibonding orbital |
分子軌道對稱性 | Molecular orbital symmetry |
此類标準化翻譯被《無機化學》(高等教育出版社)等權威教材采用。
分子軌道理論(Molecular Orbital Theory, MO理論)是描述分子中電子行為的量子力學模型。它與價鍵理論不同,将分子視為整體,電子分布在屬于整個分子的軌道中,而非局限于單個原子。以下是核心要點:
通過原子軌道的線性組合(LCAO近似),兩個或多個原子軌道疊加形成分子軌道。例如:
鍵級 = (成鍵電子數 - 反鍵電子數) / 2
鍵級越大,分子越穩定。例如:
計算複雜,尤其在多原子分子中需依賴計算機模拟。但對于解釋分子光譜、磁性及激發态行為具有不可替代性。
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