前线轨道理论和环加成反应

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前线轨道理论和环加成反应之间的区别

前线轨道理论 vs. 环加成反应

前线分子轨道理论（Frontier molecular orbital theory）是分子轨道理论的一种具体应用，阐述HOMO/LUMO（最高占用分子轨道/最低未占分子轨道）对分子特性的影响。该理论最早是由福井謙一于1952年提出的。尽管在最初遭到了批评，但福井謙一因对反应机理的贡献，与羅德·霍夫曼分享了1981年的诺贝尔化学奖。福井謙一的主要贡献在前线分子轨道方面，特别是HOMO和LUMO对反应机理的影响。这些理论能够较好地解释分子轨道对称守恒原理的结论。. 环加成反应（英文：Cycloaddition）是两个或多个不饱和化合物（或同一化合物的不同部分）结合生成环状化合物，并伴随有系统总键级数减少的化学反应。它可以是周环反应或非协同的分步反应。逆过程称为环消除反应。 环加成反应的两种主要类型是狄尔斯-阿尔德反应和1,3-偶极环加成反应。 根据前线轨道理论，两个分子之间的环加成反应符合以下几点：.

反应机理

-- 化学中，反应--用来描述某一化学变化所经由的全部基元反应。虽然整个化学变化所发生的物质转变可能很明显，但为了探明这一过程的反应机理，常常需要实验来验证。 机理详细描述了每一步转化的过程，包括过渡态的形成，键的断裂和生成，以及各步的相对速率大小，等等。完整的反应机理需要考虑到反应物、催化剂、反应的立体化学、产物以及各物质的用量。 反应机理中各步的顺序也是很重要的。有些化学反应看上去是一步反应，但实际上却经由了多步，例如如下反应： 该反应中，实验测得的速率方程为：\ R.

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反键轨道

原子轨道在线性组合成分子轨道时（即两个波函数相加得到的分子轨道），能量较高的分子轨道叫反键轨道。反键轨道总是与成键轨道成对出现，其余为非键轨道。 反键轨道中，核间的电子的機率密度小。电子填入反键轨道中会使分子的稳定性降低。 Category:分子轨道理论.

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周环反应

化学反应中，能形成环状过渡态的协同反应统称为周环反应。协同反应是一种基元反应，其含义是反应过程中，若有两个或两个以上的化学键破裂和形成时，都必须相互协调地在同一步骤内完成。因此，周环反应遵循微观可逆性原理。 周环反应具有如下的特点：.

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HOMO/LUMO

HOMO和LUMO分别指最高占据分子轨道（Highest Occupied Molecular Orbital）和最低未占分子轨道（Lowest Unoccupied Molecular Orbital）。根据前线轨道理论，两者统称前线轨道。HOMO与LUMO之间的能量差称为「能带隙」，有时可以用来衡量一个分子是否容易被激发：带隙越小，分子越容易被激发。 在有机半导体和量子点中的HOMO与无机半导体中的价带类似，而LUMO则与导带类似。 当分子二聚或高聚时，两个分子的分子轨道之间的相互作用会引起HOMO与LUMO的分裂。当分子相互作用时，每一个能级分裂成彼此能量相距很小的振动能级。当有足够的分子使得这种相互作用足够强烈时（如在高聚物中），这些振动能级的差距变得很小，使得它们的能量几乎可以看成是连续的。这时我们就不再叫它们能级了，而是改称能带。.

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