分子軌域理論中的鍵級

一旦有了填好的分子軌域圖，你就能給「有多少根鍵把兩個原子結合在一起」定出一個數字——哪怕這個數字是半個。鍵級就是這個計數。它用一個數概括了分子結合得鬆還是緊，而且可以是分數，這是舊的單鍵-雙鍵-三鍵圖景表達不了的。

做法是簡單的算術。數一數處於成鍵分子軌域裡的電子，數一數處於反鍵軌域裡的電子，前者減後者，再除以二：鍵級 =（成鍵電子 − 反鍵電子）/ 2。除以二反映出一根完整的鍵是一對共享電子。非鍵電子被排除在外——它們既不幫忙也不添亂。鍵級為零意味著不成分子；一、二、三分別對應單鍵、雙鍵、三鍵；而 1.5 或 2.5 這樣的值完全允許、也相當真實。

鍵級是整套理論的招牌預言，與實測吻合得相當好。鍵級越高，鍵就越短、越強、越難斷。它解釋了為什麼 N2（鍵級 3）惰性、而 N2-plus 的鍵更長，為什麼 O2（鍵級 2）比 N2 弱，以及為什麼 He2（鍵級 0）根本不存在。因為它允許分數，所以也能處理路易斯結構搞不定的奇電子自由基，如 NO——NO 的鍵級 2.5 正好落在雙鍵與三鍵之間。