分子軌域理論
成鍵軌域
/ BOND-ing OR-bih-tal /
想像池面上兩道漣漪同步相遇,波峰對著波峰。它們疊加處的水面,比任何單獨一道漣漪都要更高。電子波也是如此。當兩個原子軌域同相靠攏時,電子密度在兩核之間的空間裡膨脹。成鍵軌域正是這樣一種分子軌域——它的電子聚集在原子之間,把原子黏在一起。
為什麼會黏起來?一個待在兩個正核之間的電子同時被兩核吸引,又屏蔽了兩核之間的排斥。這份共享的電子密度把分子的能量壓到比兩個分開原子之和更低。所以成鍵軌域的能量總是低於構成它的原子軌域。把電子放進去是有利的,就像球滾進山谷;谷越深,鍵越強。
成鍵軌域是分子能夠形成的根本原因。數一數有多少電子落進成鍵軌域、多少落進反鍵軌域,就得到鍵級——分子軌域理論衡量鍵強弱的尺度。如果電子只填成鍵軌域,那任何兩個原子都會黏上;正是反鍵軌域的存在,才阻止了例如兩個氦原子成鍵。
在 H2 中,兩個電子都佔據成鍵 sigma 軌域,那裡電子密度恰好在兩個質子正中最濃。這團居中的負電荷把兩個核拉在一起,正是 H2 穩定、而兩個孤立 H 原子不穩定的原因。
成鍵軌域把電子密度集中在兩核之間,能量低於母體原子軌域。
填滿成鍵軌域會降低能量,但真正重要的是成鍵電子與反鍵電子之差:是這個淨數目(而非單看成鍵電子)決定鍵能否形成、有多強。
又稱
另見