成键轨道反键轨道，总结其对如何影响材料性能，并给出公式单双三键本质PES、IR、XPS、Hückel、DFT、COHP分子轨道的形成遵循原子轨道线性组合原理（LCAO ），即。

当两个原子轨道以同相位叠加时，如波峰对波峰，核间电子云发生 “”，电子云密度升高；

相消干涉DOI: 10.1002/adma.202206540

成键轨道

DOI: 10.1002/adma.202206540

反键轨道

过原子轨道的重叠形成键合和反键分子轨道。

反键轨道类型

非键轨道是未参与有效组合的原子轨道DOI：10.1016/j.cej.2024.155005

影响反应活性

化学反应的本质是 “旧键断裂 + 新键形成”，而成键与反键轨道是反应的 “靶点”。

旧键断裂，即反应物分子的反键轨道接受电子，如 H-H 键的 σ* 轨道接受电子，键级降低至 0，键断裂；

新键形成，即反应物的成键轨道与另一反应物的空轨道重叠，如反键轨道，形成新的成键轨道。

例如，在亲电反应中，亲电试剂会攻击分子中电子云密集的成键轨道；亲核反应中，亲核试剂会向空的反键轨道提供电子。

10.1021/acsnano.4c13172

调控材料性能

成键与反键轨道的能量差、电子分布直接决定材料的光学、电学、磁学性能。

半导体：价带（成键轨道为主）与导带（反键轨道为主）的能量差即 “带隙”，带隙大小决定半导体的导电 / 透光性；

非线性光学材料：轨道的电子云极化率与成键 / 反键轨道的叠加方式相关这影响了二次谐波产生（SHG）效应；

磁材料：反键轨道的单电子填充（如 O₂的 π* 轨道单电子）导致分子顺磁性。

DOI: 10.1002/anie.202316885

精准计算：密度泛函理论（DFT）

DFT 是当前主流的量子化学计算方法，可模拟复杂分子，如大分子药物、固体材料的轨道，输出分子轨道图，直观显示成键 / 反键轨道的电子云分布，如 σ 轨道的核间电子云、反键轨道的节面等。

此外，DFT理论还可以计算轨道能量、带隙、电子极化率等参数，为材料设计提供依据。

DOI: 10.1021/acs.inorgchem.4c00156

成键强度分析：晶体轨道哈密顿布居（COHP）

COHP 是分析固体材料中化学键性质的关键工具，核心是分辨成键贡献。

COHP 曲线：横轴为能量，纵轴为 COHP 值；

正值区域：电子占据的轨道对成键有正贡献（成键轨道）；

负值区域：电子占据的轨道对成键有负贡献（反键轨道）；

积分 COHP（ICOHP）：绝对值越大，键越强。

DOI: 10.1002/anie.202419595

总结

成键与反键轨道是分子轨道理论的核心，一个化学键是否能够形成以及其强度如何，取决于填入成键轨道的电子数和填入反键轨道的电子数之间的竞争关系。

成键轨道增强分子稳定性，促进成键；反键轨道破坏分子稳定性，削弱化学键。

成键与反键轨道决定分子的稳定性、反应活性是分子设计、材料性能优化的重要手段。