如何清晰理解前線軌道理論

前線軌道理論，是一種分子軌道理論，這一理論將分子周圍分佈的電子雲根據能量細分為不同能級的分子軌道，有電子排布的，能量最高的分子軌道和沒有被電子佔據的，能量最低的分子軌道是決定一個體系發生化學反應的關鍵，其他能量的分子軌道對於化學反應雖然有影響但是影響很小，可以暫時忽略。

在有機化學中，特別對芳香族化合物，確定各個原子位置在親電或親核取代反應的相對活性是一個重要的問題。已經提出了各種理論指標，如電荷密度分佈，定域能方法等。前線軌道理論認為，最高已佔分子軌道上的電子在各個原子上有一定的電荷密度分佈，這個分佈的大小次序決定親電試劑進攻各個原子位置的相對難易程度，即親電反應最易發生在HOMO最大電荷密度的原子上；與此類似，親核反應在各個原子上發生的相對次序由LUMO的電荷密度分佈決定，親核試劑最易進攻LUMO電荷密度最大的原子。一般説來，各種理論指標預言的活性次序大致是相同的。