分子軌道分布圖可以得出哪些信息

1. 分子軌道的分子軌道詳解

原子軌道在組成分子軌道時候，必須滿足下面三條原則才能有效的組成分子軌道。
（1）對稱性匹配原則：兩個原子軌道的對稱性匹配時候它們才能夠組成分子軌道。那麼什麼樣子的原子軌道才是對稱性匹配呢？可將兩個原子軌道的角度分布圖進行兩種對稱性操作，即旋轉和反映操作，「旋轉」是繞鍵軸（以x軸為鍵軸）旋轉180度，「反映」是包含鍵軸的某一個平面（xy或者xz）進行反映，即是照鏡子。
若操作以後它們的空間位置，形狀以及波瓣符號均沒有發生改變稱為旋轉或者反應操作對稱，若有改變稱為反對稱。兩個原子軌道「旋轉」「反映」兩種對稱性操作均為對稱或者反對稱就稱為兩者「對稱性匹配」。
s和Px原子軌道軌道對於旋轉以及反應兩個操作均為對稱；Px以及Pz原子軌道對於旋轉以及反映兩個操作均是反對稱，所以它們都是屬於對稱性匹配，可以組成分子軌道，同理我們還可以得到Py與Py，Pz與Pz原子軌道也是對稱性匹配。
（2）能量近似原則：當參與組成分子軌道的原子軌道之間能量相差太大時候，不能有效的組成分子軌道。原子軌道之間的能量相差越小，組成的分子軌道成鍵能力越強，稱為「能量近似原則」。
（3）最大重疊原則：原子軌道發生重疊時，在可能的范圍內重疊程度越大，形成的成鍵軌道能量下降就越多，成鍵效果就越強，即形成的化學鍵越牢固，這就叫最大重疊原則。例如兩個原子軌道各沿x軸方向相互接近時，由於Py和Px軌道沒有重疊區域，所以不能組成分子軌道；s與s以及Px與Px之間有最大重疊區域，可以組成分子軌道；而s和Px軌道之間只要能量相近也可以組成分子軌道。 當形成了分子時，原來處於分子的各個原子軌道上的電子將按照泡利不相容原理，能量最低原理，Hund規則這三個原則進入分子軌道。這點和電子填充原子軌道規則完全相同。

2. 化學碎碎念（四）分子軌道理論

前面講了很多理論，都側重於成鍵與空間構型。對於分子其他一些物理性質，還是未能很好解釋。如氧氣的磁性問題、NO的單電子問題。按照前面現代價鍵理論，共價鍵的飽和性可知，氧原子之間可以形成兩個鍵，成鍵後沒有單電子。但磁矩測試顯示氧氣分子具有磁性（分子是否具有磁性，與分子中是否有單電子有關。注意我們這里說的磁性不要和平時我們講的鐵金屬有磁性不要混淆。），這該如何解釋？

在講分子軌道之前，先講一下電子離域的概念。在共價鍵理論中也會講到有關大π鍵問題。為什麼叫大π鍵？一般的π鍵就是兩個原子的原子軌道以肩並肩的方式成鍵，就在兩個原子之間發生成鍵。如果超過了兩個，到三個及三個以上原子進行肩並肩成鍵，那就是大π鍵。成立大π鍵的條件是：

1.參與成鍵的原子是在一個平面上

2.形成大π鍵的p電子，它們的軌道相互平行

要滿足共平面，按照前面的雜化理論，那隻有sp和sp2才有可能。共平面後，相互平行的p軌道電子不再屬於某個原子，而是如同放羊般在幾個原子組成的區域內隨意行走。這就是「離域」的概念，類似於現在的「共享」單車一樣，有一種「均平富」的感覺。

在有關大π鍵中最為典型的就是苯。組成苯的6個碳原子都是sp2雜化，所以這六個碳是共平面，而且每個碳都有一個沒有參加雜化的p軌道垂直於sp2雜化軌道形成的平面，它們之間互相平行，為肩並肩創造條件。於是這六個p電子就在由六個碳組成的大家庭中自由徜徉，這就是著名的π66。一個6，是說明組成這個大π鍵有6個碳參加，還有一個6就是這個大π鍵中有6個p電子，它們在大π鍵中無拘無束，它們就好比是好兄弟好姐妹，生活在同一個屋檐下。

分子軌道其實也有這個意思。組成分子的本屬於某個原子的電子不再固定，而會在整個分子空間內運動。而這些組成分子的原子軌道會通過線性組合（量子化學術語）形成新的分子軌道。它和雜化有點類似，但是 最大的區別是：雜化是在同一原子內，而分子軌道是在能量相近的不同原子間！

通過頭碰頭，肩並肩的方式組成σ和π分子軌道。考慮線性組合概率問題，既然有成鍵，當然也有可能反鍵（能量較高）。由此就形成一系列能級依次遞增的分子軌道能級。

在氮（包括氮）之前由於短周期元素原子的2s與2p之間能量差較小，所以除了常規的s-s，p-p重疊之外，還有一部分的s-p重疊，所以對於p-p頭碰頭重疊的σ鍵其重疊程度有所削弱，所以其能量反而高於π2p。而O，F由於它們的2s ，2p之間的能量差較大，所以就是正常的能量順序。即σ2p能量小於π2p能量。具體能級順序如下：

電子排布時和原子軌道排布順序一樣，符合三個規則。即，能量最低原理，Pauli原理（一個軌道里只能放兩個電子）和Hund規則（等價軌道電子盡可能分佔不同軌道）。排完以後根據成鍵電子數和反鍵電子數的差值除以2就是鍵級（Bond  Order）。對於分子來說，鍵級越大，說明該分子越穩定。如果該分子的鍵級為零，就認為該分子不能穩定存在。（註：指的是常溫下單個氣體分子，如果改變溫度，在低溫下還是有可能存在。）

同時根據分子軌道排布式，如果出現單電子，就說明該分子具有磁性，反之就說明該分子具有反磁性（電子都成對）。同時還可以根據分子軌道排布情況，寫出該分子的成鍵情況，稱之為結構示意圖。氧氣的分子軌道相關圖例如下：

從圖例中可以清晰的看到，氧氣分子軌道中出現了單電子，完美解釋了氧氣分子具有順磁性。前面主要講了同核雙原子分子的分子軌道，對於異核雙原子分子也可以寫出相應的分子軌道。只不過由於兩個不同原子的s軌道和p軌道能量不同，所以它們的分子軌道能級示意圖和分子軌道符號與同核雙原子分子軌道能級示意圖有所差別。原子序數小的原子，它們的原子軌道能量會高於原子序大的同類軌道。（具體參見原子結構一章的科頓原子軌道能級示意圖）所以異核雙原子的分子軌道能級示意圖兩邊的原子軌道不是在一條水平線上（能量不相等），而是一邊高一邊低。如CO或NO的分子軌道能級示意圖。

對於三核以上的分子軌道（如水，H2O）就更加復雜，涉及到群論問題。同時對於同核雙原子分子軌道而言，它的軌道符號表達應該與其分子軌道的對稱性有關，下標會用g（來自於德語 gerade，對原點中心對稱）和u（來自於德語 ungerade，中心反對稱）表達其對稱性。這些都是量子化學內容，在無機化學里為了表達簡便，下標用了原子軌道符號表達。

分子軌道理論目前的應用很廣泛，在金屬鍵的能帶理論、配合物的配位場理論以及解釋配合物中強場配體穩定性的d-pπ反饋鍵中都有廣泛的應用，在無機化學中只是做了一個簡單介紹，淺嘗輒止。

2020.11.18 晨

3. 分子軌道能級圖怎麼看各部分代表什麼意義

是2P軌道的比較難理解吧？
以氧氣為例，一個氧原子是三個2p軌道，兩個就是六個，觀察一下教材上的圖，一根短線表示一個軌道，上面能量高的是反鍵軌道，填充電子時要從下往上，但要注意泡利原理，

4. O2的分子軌道能級圖，請寫出詳細過程，謝謝

順磁性是由於分子中存在未成對電子引起的.這就是說O2分子里含有未成對電子.我們從O2的分子軌道模型就能很好的說明這一點.(因為畫不出圖象我就不說了)O2分子軌道能級順序
σ1s σ1s* σ2s σ2s* σ2px(π2py π2px)(π*2py π*2pz) σ*2px
從O2的分子軌道能級圖可以知道,O2分子共有16個電子,不計內層4個電子時,剩下的價曾電子共12個電子,從能量最低的σ2s軌道開始填充,直到要填入一隊簡並的π*反鍵軌道時只剩下2個電子了,為了遵循洪特規則,這一對電子將自旋平行地分別填如2個π反鍵軌道這就,表明,O2分子中有2個位成對電子.
參考資料：詳見大學上冊分子軌道理論一章

5. 分子軌道理論

分子軌道理論（MO理論）是處理雙原子分子[1]及多原子分子結構的一種有效的近似方法，是化學鍵理論的重要內容。它與價鍵理論不同，後者著重於用原子軌道的重組雜化成鍵來理解化學，而前者則注重於分子軌道的認知，即認為分子中的電子圍繞整個分子運動。1932年，美國化學家 Mulliken RS和德國化學家Hund F 提出了一種新的共價鍵理論——分子軌道理論（molecular orbital theory），即 MO法。該理論注意了分子的整體性，因此較好地說明了多原子分子的結構。 目前， 該理論在現代共價鍵理論中佔有很重要的地位。
分子軌道理論的要點：
1.原子在形成分子時，所有電子都有貢獻，分子中的電子不再從屬於某個原子，而是在整個分子空間范圍內運動。在分子中電子的空間運動狀態可用相應的分子軌道波函數ψ（稱為分子軌道）來描述。分子軌道和原子軌道的主要區別在於：(1)在原子中，電子的運動只受 1個原子核的作用，原子軌道是單核系統；而在分子中，電子則在所有原子核勢場作用下運動，分子軌道是多核系統。(2)原子軌道的名稱用s、p、d…符號表示，而分子軌道的名稱則相應地用σ、π、δ…符號表示。
2.分子軌道可以由分子中原子軌道波函數的線性組合（linear combination of atomic orbitals，LCAO）而得到。幾個原子軌道可組合成幾個分子軌道，其中有一半分子軌道分別由正負符號相同的兩個原子軌道疊加而成，兩核間電子的概率密度增大，其能量較原來的原子軌道能量低，有利於成鍵，稱為成鍵分子軌道（bonding molecular orbital），如σ、π軌道（軸對稱軌道）；另一半分子軌道分別由正負符號不同的兩個原子軌道疊加而成，兩核間電子的概率密度很小，其能量較原來的原子軌道能量高,不利於成鍵,稱為反鍵分子軌道（antibonding molecular orbital），如 σ*、π* 軌道（鏡面對稱軌道，反鍵軌道的符號上常加「*」以與成鍵軌道區別）。 若組合得到的分子軌道的能量跟組合前的原子軌道能量沒有明顯差別，所得的分子軌道叫做非鍵分子軌道。
3.原子軌道線性組合的原則（分子軌道是由原子軌道線性組合而得的）：
（1）對稱性匹配原則
只有對稱性匹配的原子軌道才能組合成分子軌道，這稱為對稱性匹配原則。
原子軌道有s、p、d等各種類型，從它們的角度分布函數的幾何圖形可以看出，它們對於某些點、線、面等有著不同的空間對稱性。對稱性是否匹配，可根據兩個原子軌道的角度分布圖中波瓣的正、負號對於鍵軸（設為x軸）或對於含鍵軸的某一平面的對稱性決定。例如 圖1中的(a)、(b)，進行線性組合的原子軌道分別對於x軸呈圓柱形對稱，均為對稱性匹配；又如圖 2(d)和(e) 中，參加組合的原子軌道分別對於xy平面呈反對稱，它們也是對稱性匹配的，均可組合成分子軌道；可是圖2（f）、（g）中，參加組合的兩個原子軌道對於xy平面一個呈對稱而另一個呈反對稱，則二者對稱性不匹配，不能組合成分子軌道。
圖9-10 原子軌道對稱性匹配成鍵
符合對稱性匹配原則的幾種簡單的原子軌道組合是，(對 x軸) s-s、s-px 、px-px 組成σ分子軌道；（對 xy平面）py-py 、pz-pz 組成π分子軌道。對稱性匹配的兩原子軌道組合成分子軌道時，因波瓣符號的異同，有兩種組合方式：波瓣符號相同（即＋＋重疊或－－重疊）的兩原子軌道組合成成鍵分子軌道；波瓣符號相反（即＋－重疊）的兩原子軌道組合成反鍵分子軌道。圖9-11是對稱性匹配的兩個原子軌道組合成分子軌道的示意圖。
對稱性匹配的兩個原子軌道組合成分子軌道示意圖
（2）能量近似原則
在對稱性匹配的原子軌道中，只有能量相近的原子軌道才能組合成有效的分子軌道，而且能量愈相近愈好，這稱為能量近似原則。
（3）軌道最大重疊原則
對稱性匹配的兩個原子軌道進行線性組合時，其重疊程度愈大，則組合成的分子軌道的能量愈低，所形成的化學鍵愈牢固，這稱為軌道最大重疊原則。在上述三條原則中，對稱性匹配原則是首要的，它決定原子軌道有無組合成分子軌道的可能性。能量近似原則和軌道最大重疊原則是在符合對稱性匹配原則的前提下，決定分子軌道組合效率的問題。
4.電子在分子軌道中的排布也遵守原子軌道電子排布的同樣原則，即Pauli不相容原理、能量最低原理和Hund規則。具體排布時，應先知道分子軌道的能級順序。目前這個順序主要藉助於分子光譜實驗來確定。
5.在分子軌道理論中，用鍵級（bond order）表示鍵的牢固程度。鍵級的定義是：
鍵級 ＝ （成鍵軌道上的電子數 - 反鍵軌道上的電子數）／2
鍵級也可以是分數。一般說來，鍵級愈高，鍵愈穩定；鍵級為零，則表明原子不可能結合成分子，鍵級越小（反鍵數越多），鍵長越大。
6.鍵能：在絕對零度下，將處於基態的雙分子AB拆開也處於基態的A原子和B原子時，所需要的能量叫AB分子的鍵離解能，常用符號D（A-B)來表示。
7.鍵角：鍵和鍵的夾角。如果已知分子的鍵長和鍵角，則分子的幾何構型就確定了。

6. 從分子軌道能級圖怎麼判斷原子之間形成了什麼化學鍵

分子軌道上有西格瑪成鍵軌道和反鍵軌道，還有π成鍵和反鍵軌道。只要西格瑪和π軌道上成鍵電子和反鍵電子數不一樣多就存在對應的化學鍵。

7. 分子軌道理論的軌道

正如在原子軌道理論中，氫原子的嚴格解提供了進一步發展的理論模式，氫分子離子H2+中，單個電子在固定核間距R的雙質子場中的波動方程解，是分子軌道理論進程中的基石。H2+的分子軌道用符號σ、π、…表徵，對應於精確解中的量子數m=0，±1，±2，…，它描述相對於核間距R的軌道對稱行為。此外，還需用g和u表徵相對於分子中心反演的對稱行為。綜合起來，H2+的分子軌道用σg、σu、πg、πu、…等符號表徵，藉助精確求解固定核間距R的波動方程獲得。圖1給出兩個最低軌道1σg和1σu的能量E隨R的變化曲線。1σg能級有一極小值－1.20Ry（里德伯能量），出現在R=2a0處（a0為玻爾半徑，圖2），代表基態；當R增大以至無窮時，1σg能量趨近-1.0Ry。兩者差值0.20Ry就是H娚的離解能。1σu的行為不同，能量隨R減小而單調上升，顯示排斥態的本質。1σg和1σu也被稱作成鍵軌道和反鍵軌道。1σg均取正值，1σu則在中心兩端發生符號變化，但極值均出現在質子所在處，且伴隨R變小；1σg在核間區數值增大，描寫了電子在分子中的轉移。隨著R的增大，1σg和1σu的函數值漸近於式⑴～⑵：
圖3 給出R=2a0時，1σg和1σu軌道的精確值和按式⑴與⑵的近似值的比較，說明式⑴與⑵的近似程度是很好的。式⑴和⑵表示，分子軌道可以近似地當作原子軌道的線性組合，簡寫為LCAO（見量子化學計算方法）。當R很大時，結果是准確的，即使R達到分子核間距大小時，也給出不錯的結果。這一點啟發了對復雜分子也可採用LCAO方法去尋找近似分子軌道。這是因為在分子中，靠近一個核的電子主要受到該核的勢場的作用；而受到其餘核的聯合作用，則小得多，因此在近核處，分子軌道必定近似於該核的原子軌道。對於整個空間的任何一點，可以設想分子軌道由有關的原子軌道線性組合而成。一般的形式是：
式中ψ 代表分子軌道或軌函；φv是屬於各組成原子的原子軌道；cv是待定系數，由變分法確定。還應指出，LCAO是一種可行的近似方式，但不是唯一的近似方式。
任意雙原子分子的分子軌道 用原子軌道線性組合法LCAO近似來討論任意雙原子分子中，分屬兩個原子的一對原子軌道形成分子軌道的最優條件。這時，式⑶採取以下簡單形式：ψ=c1φa+c2φb ⑷
代入波動方程Hψ=Eψ，得到近似能級E：
式中Haa和Hbb分別是原子軌道φa和φb的庫侖積分，可看作φa和φb的能量，即Haa=Ea，Hbb=Eb；Hab=β稱共振積分，與φa和φb的重疊情況有關，一般取負值，Sab稱重疊積分，可當作零處理，而不影響定性結論。最優條件由E取極值確定，即： 上式給出一組c1、c2的齊次方程組，由系數組成的久期方程（見休克爾分子軌道法）得到： 設Ea<Eb，則式⑺的含意可用圖4 表示。由此看出，有效的成鍵作用決定於B值的大小，後者又與原子軌道能量差|Ea-Eb|以及重疊情況β有關，從而可歸納為三個條件：
① 能量近似條件：指|Ea-Eb|越小越好,當|Ea-Eb|=0時，B最大，等於|β|。
② 最大重疊條件：φa與φb的重疊越大（圖5），β的絕對值也可能越大。
③ 對稱性條件：有時φa與φb雖然重疊，但B=0，例如當核間距Rab選作z軸（表1），φa=s，φb=py，這是因為s軌道相對xz平面為對稱的，而py為反對稱的。 將式⑺用於同核雙原子分子，φa和φb可以是分屬兩原子的同一原子軌道，這時有：ψI對分子中心為對稱，屬於g；ψⅡ為反對稱，屬於u。其次，若φa=φb=s（或=pz），ψI和ψⅡ均對核間距（z軸）為軸對稱，屬於m=0的σ態；但對φa=φb=py（或px），則存在通過R的節面，屬於m=±1的π態。

8. 怎樣判斷分子軌道類型

雜化軌道理論是從分子的結構得出，並解釋分子構型的一個理論。
可以通過計算價電子對來推的雜化類型。比如nh3分子，有一個孤電子對，三個σ鍵，所以為sp3雜化。
硫酸根離子，周圍有四個σ鍵，sp3雜化

9. 氧氣的分子軌道結構圖,有沒有大佬能看懂啊

氧原子的電子層結構是：1s22s22p4，氧分子是由兩個氧原子構成的。根據價鍵理論，最初認為氧分子是兩個氧原子以雙鍵結合的，它的結構式可這樣表示：這樣的結構式符合八隅體的穩定結構的原則，所以得到當時科學界的承認。

從O2的分子軌道能級圖可以知道，O2分子共有16個電子，不計內層4個電子時，剩下的價曾電子共12個電子，從能量最低的σ2s軌道開始填充。

直到要填入一隊簡並的π*反鍵軌道時只剩下2個電子了，為了遵循洪特規則，這一對電子將自旋平行地分別填如2個π反鍵軌道這就表明，O2分子中有2個位成對電子。

氧

佔地殼質量的48.6%，是豐度最高的元素。在烴類的氧化、廢水的處理、火箭推進劑以及航空、航天和潛水中供動物及人進行呼吸等方面均需要用氧。動物呼吸、燃燒和一切氧化過程（包括有機物的腐敗）都消耗氧氣。但空氣中的氧能通過植物的光合作用不斷地得到補充。

在金屬的切割和焊接中。是用純度93.5%~99.2%的氧氣與可燃氣（如乙炔）混合，產生極高溫度的火焰，從而使金屬熔融。冶金過程離不開氧氣。

10. 分子軌道圖形理論是什麼

分子軌道圖形理論是吉林大學唐敖慶教授與江元生教授建立的關於簡單分子軌道理論的新的形式體系。分子軌道圖形理論實現了人類化學認識史上的重大飛躍，在國際學術界產生了較大影響，被譽為「中國學派」。

由德國化學家休克爾（E．Hückel）提出的簡單分子軌道理論具有計算簡單、可得到性能與結構關系的概括性結論等優點。70年代中期，吉林大學唐敖慶、江元生經過一系列的研究，提出和發展了關於分子軌道的一系列新的數學技巧和數學模型，建立了全新的分子軌道圖形理論。唐敖慶、江元生的分子軌道圖形理論是充分注意到分子的拓撲性質，應用直觀的圖形方法對簡單分子軌道理論重新處理，使之能以較高的概括性論述分子結構與性能等問題的量子化學理論。分子軌道圖形理論提供了一種統一處理共軛分子能級和分子軌道的簡易直觀的方法，擴大了分子軌道理論的應用范圍。這項研究成果還為化學家提供了一種理論模式，為進一步深人探求分子性質與結構的關系，總結與預測共軛分子的穩定性和反應活性，探討飽和分子的物理性質等方面的規律，提供了簡捷易操作的方法。