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一种分子轨道理论,它认为分子的许多性质主要由分子中的前线轨道决定,即最高已占分子轨道(HOMO)和最低未占分子轨道(LUMO)决定.20世纪50年代,福井谦一提出这一理论,它的依是:在分子中,HOMO上电子能量最高所受束缚最小,所以最活泼,容易变动;而LUMO在所有的未占轨道中能量最低,最容易接受电子,因此这两个轨道决定着分子的电子得失和转移能力,决定着 分子间的空间取向等重要化学性质.
在有机化学中,特别是芳香族化合物,确定各个原子位置在亲电或亲核取代反应的相对活性是一个重要的问题.已经给出了各种理论指标,如电荷密度分布,定域能方法等.前线轨道理论认为,最高已占分子轨道上的电子在各个原子上有一定的电荷密度分布,这个分布的大小次序决定亲电试剂进攻各个原子位置的相对难易程度,即亲电反应最易发生在HOMO电荷密度的最大原子上;与此类似,亲核反应在各个原子上发生的相对次序有LUMO的电荷密度分布决定,亲核试剂最易进攻LUMO电 荷密度最大的原子.一般来说,各种理论指标预言的活性次序大致相同,但也有一些例外,例如C16H10的硝化亲电反应各种理论预言的反应活性指标和实验结果如图1和表1所示.上述结果表明,对这个例子,前线轨道理论的结果与实验一致.



Sodium_cyanide