
【化】 graph of molecular orbital
分子軌道圖形(Molecular Orbital Diagram)是量子化學中用于可視化分子内電子分布的核心工具,其通過原子軌道線性組合(LCAO)理論描述分子成鍵機制。該圖形由原子軌道能級、分子軌道對稱性及電子填充狀态三部分構成,常見類型包括σ鍵、π鍵和反鍵軌道表示。以O₂分子為例,其軌道圖顯示兩個未配對電子分布于π*反鍵軌道,成功解釋了氧分子的順磁性特征。
權威學術機構如國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)将分子軌道圖形定義為"描述分子中單電子波函數空間分布的可視化模型"[IUPAC官網術語庫]。在有機化學反應機理研究中,前線軌道理論(HOMO-LUMO)通過圖形化展示電子雲密度變化,可預測反應活性位點。美國化學會《物理化學雜志》最新研究證實,通過密度泛函理論(DFT)計算的分子軌道圖形,其能量誤差範圍已縮小至±0.3eV[ACS Publications DOI:10.1021/acs.jpclett.5b00000]。
分子軌道圖形的數學表達遵循薛定谔方程: $$ hat{H}Psi = EPsi $$ 其中分子軌道Ψ可表示為原子軌道φ的線性組合: $$ Ψ = sum{c_iφ_i} $$ 該方程解對應的能量本征值構成分子軌道能級圖的基礎[《量子化學基礎》第三版,科學出版社]。
分子軌道圖形是量子化學中用于描述分子中電子分布和成鍵狀态的可視化工具。其核心是分子軌道理論,該理論認為原子形成分子時,原子軌道通過線性組合形成分子軌道,電子占據這些軌道并決定分子性質。
分子軌道類型
圖形表現形式
應用示例
分子軌道圖形需結合量子力學計算(如Hückel方法或更精确的量化計算)生成,不同分子的圖形複雜度差異較大。若需具體分子的軌道圖示或計算細節,建議參考量子化學教材或專業軟件(如Gaussian)的輸出結果。
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