以氟化氫為例來說明一下。
氟原子中1s和2s軌道能量很低,在與氫原子作用時,因與氫原子的1s軌道能量相差太多(作用可忽略),形成的分子軌道保持F原子中的1s,2s軌道原貌。三個2p軌道與氫原子的1s軌道能量相近(不同原子的最高佔據軌道能量相近,這個規律具有普遍性),滿足分子軌道三原則中的能量相近原則,但三個p軌道中只有2px才能滿足第二個原則(對稱性匹配),即與氫原子1s軌道(頭碰頭)重疊後,軌道能量發生變化(其中1s與2px波函式角度部分的正端重疊,原子核間電子雲密度增加,體系能量降低<有利於減弱原子核間的靜電排斥,即有利於形成化學鍵>,這種重疊形成的分子軌道稱為成鍵軌道,1s與2px的負端重疊,電子雲密度降低,體系能量升高,這種重疊形成的分子軌道稱為反鍵軌道)。而2py,2pz假定和1s重疊,那麼重疊的部分一半加強一半減弱,總體電子雲密度不變,能量不變,意味著沒有有效(實質性)作用,即不能形成分子軌道。這樣2py和2pz在形成分子軌道時仍保留原有的能量狀態,這種僅由氟原子單方面提供的軌道,稱為非鍵軌道(F的1s,2s原子軌道所形成的分子軌道也是非鍵軌道)。
形成的分子軌道按照對稱性可以分為兩類:一類的波函式的角度部分有對稱軸,稱為sigma軌道,另一類是中心反對稱(對稱中心兩側形狀相同,符號相反),稱為π軌道。
這樣HF分子軌道按能量升高排序就是1σ(來自於原氟原子的1s軌道),2σ(氟原子的2s軌道),3σ(氫原子的1s和氟原子的2px正端重疊,成鍵軌道),1π(1π軌道有兩個,二者能量相等。來自於氟原子的2py和2pz),4σ(氫原子的1s和氟原子的2px負端重疊,反鍵軌道)。
π軌道不一定都是非鍵軌道。例如,兩個原子中能量相近的py軌道之間可以肩並肩重疊(正正重疊,負負重疊使原子核間電子雲密度升高,為成鍵軌道。正負、負正重疊原子核間電子雲密度減小,為反鍵軌道)。
以氟化氫為例來說明一下。
氟原子中1s和2s軌道能量很低,在與氫原子作用時,因與氫原子的1s軌道能量相差太多(作用可忽略),形成的分子軌道保持F原子中的1s,2s軌道原貌。三個2p軌道與氫原子的1s軌道能量相近(不同原子的最高佔據軌道能量相近,這個規律具有普遍性),滿足分子軌道三原則中的能量相近原則,但三個p軌道中只有2px才能滿足第二個原則(對稱性匹配),即與氫原子1s軌道(頭碰頭)重疊後,軌道能量發生變化(其中1s與2px波函式角度部分的正端重疊,原子核間電子雲密度增加,體系能量降低<有利於減弱原子核間的靜電排斥,即有利於形成化學鍵>,這種重疊形成的分子軌道稱為成鍵軌道,1s與2px的負端重疊,電子雲密度降低,體系能量升高,這種重疊形成的分子軌道稱為反鍵軌道)。而2py,2pz假定和1s重疊,那麼重疊的部分一半加強一半減弱,總體電子雲密度不變,能量不變,意味著沒有有效(實質性)作用,即不能形成分子軌道。這樣2py和2pz在形成分子軌道時仍保留原有的能量狀態,這種僅由氟原子單方面提供的軌道,稱為非鍵軌道(F的1s,2s原子軌道所形成的分子軌道也是非鍵軌道)。
形成的分子軌道按照對稱性可以分為兩類:一類的波函式的角度部分有對稱軸,稱為sigma軌道,另一類是中心反對稱(對稱中心兩側形狀相同,符號相反),稱為π軌道。
這樣HF分子軌道按能量升高排序就是1σ(來自於原氟原子的1s軌道),2σ(氟原子的2s軌道),3σ(氫原子的1s和氟原子的2px正端重疊,成鍵軌道),1π(1π軌道有兩個,二者能量相等。來自於氟原子的2py和2pz),4σ(氫原子的1s和氟原子的2px負端重疊,反鍵軌道)。
π軌道不一定都是非鍵軌道。例如,兩個原子中能量相近的py軌道之間可以肩並肩重疊(正正重疊,負負重疊使原子核間電子雲密度升高,為成鍵軌道。正負、負正重疊原子核間電子雲密度減小,為反鍵軌道)。