分子轨道理论
反键轨道
/ AN-tee-BOND-ing OR-bih-tal /
回到两道池面涟漪,但这次让它们错相相遇——一道的波峰落在另一道的波谷处。它们相消,正中的水面变得平静无波。电子波也能这样相消。当两个原子轨道错相组合时,电子密度在两核之间的一个平面上消失。这样构成的分子轨道就是反键轨道,它做的事与把原子拉在一起恰好相反。
在数学上,它来自一个原子轨道减去另一个,(A - B)。这个相减留下一个节面——电子密度恰好为零的曲面——坐落在两核之间。中间几乎没有负电荷去屏蔽,两个正核就更强烈地感受到彼此的排斥,所以反键轨道的能量高于构成它的原子轨道。化学家给这类轨道加一个星号,如 sigma-star 或 pi-star,以标明它们把原子推开。反键轨道被抬高的量,恰好比对应成键轨道被压低的量稍多一点。
反键轨道不只是账面记号;填入它们正是削弱或断裂键的原因。He2 不存在,是因为它的四个电子填满一个成键和一个反键轨道,恰好抵消。在 O2 中,有两个电子坐在 pi-star 反键轨道上,这正是氧的键比三键弱、又带磁性的原因。填充反键轨道(例如通过吸收光)也常是分子反应或瓦解的第一步。
氦拒绝形成 He2,正是因为反键轨道:它的四个电子均等地填满成键 sigma 与反键 sigma-star。键级为 (2 - 2)/2 = 0,没有净键——反键的那对抵消了成键的那对。
反键轨道在两核之间有节面,能量高于母体原子轨道。
反键轨道被抬高的量,比它的成键搭档被压低的量略多一点;正是这一点点不对称,使得把成键与反键轨道都填满后,这对原子比分开时还略微吃亏。
又称
另见