分子轨道理论
成键轨道
/ BOND-ing OR-bih-tal /
想象池面上两道涟漪同步相遇,波峰对着波峰。它们叠加处的水面,比任何单独一道涟漪都要更高。电子波也是如此。当两个原子轨道同相靠拢时,电子密度在两核之间的空间里膨胀。成键轨道正是这样一种分子轨道——它的电子聚集在原子之间,把原子粘在一起。
为什么会粘起来?一个待在两个正核之间的电子同时被两核吸引,又屏蔽了两核之间的排斥。这份共享的电子密度把分子的能量压到比两个分开原子之和更低。所以成键轨道的能量总是低于构成它的原子轨道。把电子放进去是有利的,就像球滚进山谷;谷越深,键越强。
成键轨道是分子能够形成的根本原因。数一数有多少电子落进成键轨道、多少落进反键轨道,就得到键级——分子轨道理论衡量键强弱的尺度。如果电子只填成键轨道,那任何两个原子都会粘上;正是反键轨道的存在,才阻止了例如两个氦原子成键。
在 H2 中,两个电子都占据成键 sigma 轨道,那里电子密度恰好在两个质子正中最浓。这团居中的负电荷把两个核拉在一起,正是 H2 稳定、而两个孤立 H 原子不稳定的原因。
成键轨道把电子密度集中在两核之间,能量低于母体原子轨道。
填满成键轨道会降低能量,但真正重要的是成键电子与反键电子之差:是这个净数目(而非单看成键电子)决定键能否形成、有多强。
又称
另见