質問: 量子化学 hfの軌道 量子化学ですが、 hは1sに1電子。 fは1sに2で、2sに2。2px、2pyに2つずつ2pzに1つ。 hとfの結合は、hの1sとfの2pzの軌道で起こる。 ここで、結合性分子軌道σのモデルみたいなのは ●○ (●が少し○より大きい。●は+、○は-) で σに2つ電子が入っているので理解できます。 エネルギー的にその上の非結合性結合にfは2px、2pyに2つずつ電子使い。 質問はここからで、 hの1sとfの2pzは結合性分子軌道で1つずつつかって、エネルギー的に非結合性結合の上の反結合性分子軌道σ*に、使える電子がないのに、●○●というモデルが、本に載せられていました。電子がないのに、この反結合性分子軌道は存在するのでしょうか?それとも、自分の考え方が違うのでしょうか? どなたか教えてください。お願いします。
回答: 反結合性分子軌道というのは、分子軌道の波動関数を解いた時の解のうちの1つです。解は結合性分子軌道と反結合性分子軌道からなります。 結合性分子軌道があれば、それに対応した反結合性分子軌道が存在します。 例えば、光でhfの電子を励起させると電子のうちの一つがある波長の光を吸収して反結合性軌道に遷移します。このように、反結合性軌道というのは、存在し、量子化学でさまざまな化学反応を説明する時に使われます。 また、福井先生のフロンティア軌道理論や、woodward-hoffman則を用いて、化学反応を説明する時も、反結合性軌道を考慮します。