分子轨道理论

非键轨道

/ non-BOND-ing OR-bih-tal /

并非分子里每个电子都忙着把原子拉在一起或推开。有些电子完全置身于成键游戏之外,就像派对上一位既不帮忙也不添乱的客人。非键轨道正是这类分子轨道——它的电子对键几乎毫无贡献,既不增强也不削弱。

一个分子轨道成为非键,常有两条途径。其一:某个原子轨道根本找不到对称性或能量合适的搭档来组合,于是它几乎原封不动地、形状和能量都不变地带进分子里。其二:它由彼此不相邻的原子上的原子轨道构成,相邻两核之间没有可堆积电荷的重叠区。无论哪种,这条轨道的能量都落在它来源的原子轨道能级上或非常接近,既不像成键轨道被压低,也不像反键轨道被抬高。路易斯结构画成圆点的许多孤对电子,其实就是处在非键分子轨道里的电子。

非键轨道重要,是因为它们常常是分子中最高的占据轨道,因此是“戏在哪里”之所在——它们往往就是路易斯酸去夺取的孤对,或配体与金属结合时供出的轨道。在水中,氧的两对孤对电子住在近乎非键的分子轨道里,正是这些电子与邻居形成氢键、也被酸所进攻。

在氟化氢 HF 中,氢的 1s 只能与氟的一个轨道组合。氟其余的 2p 轨道指向不对、又没有对称匹配的搭档,于是保持为非键轨道——它们容纳氟的孤对电子。

找不到对称搭档的轨道保持非键,常用来容纳孤对电子。

“非键”意思是对键强弱几乎没有净影响,而不是“不重要”——这些电子往往是分子里化学上最活泼的电子。

又称
nonbonding MOlone-pair orbital非键分子轨道