的角度，系统介绍成键轨道、原子轨道及HOMO-LUMO的基本概念、核心原理及其在化学和材料科学中的重要性。）以及在反应机理、材料设计和光电性质研究中的应用。

、模拟技术的关键作用DOI: 10.1002/anie.201805952

是分子轨道理论（Molecular Orbital Theory, MOT）的核心概念，用于描述分子中的电子分布和化学行为。

是单个原子中的电子波函数（如1s、2p），描述电子的空间分布。

由原子轨道线性组合（LCAO）形成，分为成键轨道（电子密度在原子间增强，促进键形成，能量较低）和反键轨道（电子密度在原子间减少，削弱键强度，能量较高）。

（最高占据分子轨道）和（最低未占据分子轨道）分别代表分子中最高能量的占据轨道和最低能量的空轨道，其能量差（HOMO-LUMO间隙）决定分子的反应活性、光学性质和电子转移能力。

，通过波函数描述化学键和电子行为。实验方法如紫外–可见光谱可间接验证能级，但理论计算在揭示轨道相互作用和电子结构。

理论计算方法及其应用

在研究成键轨道、反键轨道、分子轨道理论、原子轨道及HOMO-LUMO中至关重要，用于预测轨道能级、电子分布和反应路径）是分析这些概念最常用的方法，因其在电子结构计算中的高精度和效率而广泛采用。以下介绍DFT及其在相关研究中的应用。

DOI: 10.1016/j.apcatb.2024.124215

基于量子力学，通过计算电子密度和分子轨道能级，生成轨道分布和HOMO-LUMO能量差，是研究分子轨道理论的核心方法。

优势。例如，通过适度的Na调制策略明确产生了具有空间分离的HOMO-LUMO位点的高度面内和面间结晶g-CN（-CN），以有效促进光生电荷的定向转移和分离。

（313.5 μmol h，AQE = 13.38%），约为。是本体g-CN的14.3倍。-CN光催化剂优异的制氢效率主要归功于g-CN的高层内和层间结晶与空间分离的HOMO-LUMO位点的协同作用DOI: 10.1021/jacs.5c02539

带电分子轨道的反对称量子相，利用分子轨道的量子相来控制分子结中的电荷传输开辟了一个新平台。

通过HOMO-LUMO能量差预测反应活性，如亲电或亲核反应。

光电性质：分析轨道重叠，优化催化剂与底物的电子转移。

为什么要研究它们？

重要洞察反应性预测：材料设计：电子转移机制：药物设计：这些洞察推动了绿色化学、能源存储和光电技术的发展。

结论

成键轨道、反键轨道、分子轨道理论、原子轨道及HOMO-LUMO密度泛函理论该方法显著推进了催化、光电材料和药物设计