分子軌域理論
反鍵軌域
/ AN-tee-BOND-ing OR-bih-tal /
回到兩道池面漣漪,但這次讓它們錯相相遇——一道的波峰落在另一道的波谷處。它們相消,正中的水面變得平靜無波。電子波也能這樣相消。當兩個原子軌域錯相組合時,電子密度在兩核之間的一個平面上消失。這樣構成的分子軌域就是反鍵軌域,它做的事與把原子拉在一起恰好相反。
在數學上,它來自一個原子軌域減去另一個,(A - B)。這個相減留下一個節面——電子密度恰好為零的曲面——坐落在兩核之間。中間幾乎沒有負電荷去屏蔽,兩個正核就更強烈地感受到彼此的排斥,所以反鍵軌域的能量高於構成它的原子軌域。化學家給這類軌域加一個星號,如 sigma-star 或 pi-star,以標明它們把原子推開。反鍵軌域被抬高的量,恰好比對應成鍵軌域被壓低的量稍多一點。
反鍵軌域不只是帳面記號;填入它們正是削弱或斷裂鍵的原因。He2 不存在,是因為它的四個電子填滿一個成鍵和一個反鍵軌域,恰好抵消。在 O2 中,有兩個電子坐在 pi-star 反鍵軌域上,這正是氧的鍵比三鍵弱、又帶磁性的原因。填充反鍵軌域(例如通過吸收光)也常是分子反應或瓦解的第一步。
氦拒絕形成 He2,正是因為反鍵軌域:它的四個電子均等地填滿成鍵 sigma 與反鍵 sigma-star。鍵級為 (2 - 2)/2 = 0,沒有淨鍵——反鍵的那對抵消了成鍵的那對。
反鍵軌域在兩核之間有節面,能量高於母體原子軌域。
反鍵軌域被抬高的量,比它的成鍵搭檔被壓低的量略多一點;正是這一點點不對稱,使得把成鍵與反鍵軌域都填滿後,這對原子比分開時還略微吃虧。
又稱
另見