分子轨道对称守恒原理

分子轨道对称守恒原理

小资料：守恒原理的诞生。

分子轨道对称守恒原理认为：化学反应是分子轨道进行重新组合的过程，在一个协同反应中，分子轨道的对称性是守恒的，即反应物的分子轨道具有什么样的对称性，产物的分子轨道也应具有什么样的对称性，从原料到产物，分子轨道的对称性始终不变。因为只有这样，才能用最低的能量形成反应中的过渡态。因此，分子过渡的对称性控制着整个反应的进程。

能级相关理论：这种方法考虑了所有参与反应的分子轨道，强调了各分子轨道的对称性的分类，建立了反应物分子和产物分子轨道的能级之间相互转化的关系，分析协同反应进行的方式和条件，并且把能转化的能源(包括热能还是光能)定性地加以说明。

能级相关的方法及其应用：

(1)画出反应物和产物分子的有关分子轨道，并按能级排列。

(2)选择一个适当的对称元素对反应物和产物分子的分子轨道进行分类，标上轨道的对称类型，而这个对称元素必须在整个反应过程中始终保持有效。丁二烯顺旋环化反应只有C2轴始终保持有效，而其对旋环化反应，只有m1面才始终保持有效。

(3)用相关线将反应物和产物的分子轨道连接起来。相连时，必须遵循2条原则：

(a)对称守恒原则，即反应物和产物的分子轨道对称性要一致。只能SS或AA相连，不能SA或AS相连，同时相连的分子轨道的能量要尽可能相近。只有这样才符合分子轨道对称性守恒原理。

(b)不相交原则，是指对称性相同的两条相关线不能相互交叉。即两条SS线或AA线不能相交，但SS连线和AA连线可以相交。这一原则是根据量子力学原理确定的。

对称允许和对称禁阻：

丁二烯加热顺旋环化的协同反应，在基态时，反应就可以进行，这种反应称为对称允许反应，反之，加热对旋环化反应，则称为对称禁阻反应。这里的"允许"和"禁阻"只表示一个协同反应进程的难易程度。