共振结构
平面六边形的描述苯分子,C6H6,说明了VB理论的另一个方面。六个中的每一个碳原子被认为是年代p2杂化。其中两个混合动力轨道用于与碳形成σ键原子邻键,一个用于与氢原子形成σ键。未杂化的碳2p轨道处于一个重叠的位置,并与它们的邻居( ).然而,有几种配对的可能性;其中两个如下:
每一个都有一个VB波函数凯库勒的结构.(他们被称为弗里德里希·奥古斯特Kekulé人们普遍认为,他在1865年首次提出了苯的六边形结构;然而,一个循环结构已经提出了约瑟夫·洛施密特四年前。)实际结构是两个波函数的叠加(和):用VB的术语来说,苯的结构是a共振混合两者之间规范结构。在量子机械术语,混合效果共振Lewis方法中的键是每个贡献规范结构的波函数的叠加。共振的作用是共享环周围的双键特性,因此每个碳-碳键都具有混合的单键和双键特性。共振也(用于量子机械原因)降低能源分子相对于任何一个贡献的标准结构。事实上,苯是一种对化学攻击具有惊人抵抗力的分子(双键通常是化学攻击的目标,而不是分子强度和稳定性的来源),而且比其结构所表明的更稳定。
使VB在计算上缺乏吸引力的困难之一是必须使用大量的规范结构,包括共价结构和离子结构,以便在定量上获得可靠的结果;在某些情况下,必须使用数以万计的结构。尽管如此,VB理论还是影响了语言化学深刻地,σ和π键,杂化和共振的概念是这个主题的日常词汇的一部分。
分子轨道理论
的替代分子电子结构的量子力学理论是MO理论。这种方法几乎与VB理论同时引入,但得到了更多的证明有义务的量化实施电脑.它现在实际上是用于分子计算研究的唯一技术。像VB理论一样,它引入了一种在化学中广泛使用的语言,许多化学家用这两种理论相结合的术语来讨论化学键。
就像原子一样轨道是一个波函数它描述了电子在原子核周围的分布,所以a分子轨道(MO)是一种波函数,它描述了波的分布电子在一个分子的所有原子核上。如果振幅当MO波函数的值在某一特定原子附近较大时,则该电子在该原子附近被发现的概率较大。如果MO波函数在某一特定区域为零,则该区域将找不到电子。
虽然MO原则上可以通过求解薛定谔方程的电子静电场对于一组原子核,在实践中总是采用近似。在这个近似中,也就是线性组合原子轨道(LCAO)近似,每个MO是由属于原子的原子轨道的叠加分子.一个特定原子的轨道贡献的大小表明了该电子在该原子上被发现的概率。分子轨道的实际形状(以及它的能量)是a反射单个原子轨道相互干扰的程度,无论是建设性的还是破坏性的。