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孤对电子对应的p轨道在HOMO轨道中的占比对能隙的影响有什么规律

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发布时间: 2026-4-8 17:21

正文摘要:

我设计了如图所示的氨基桥连氮杂五元环和六元环的体系,目的在于筛选出能隙较低的分子,除了利用推拉电子机制外,在设计之初我还希望桥连的氨基也能为能隙降低起到促进作用。我设想的机制是:氨基的孤对电子所在的n ...

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KazusaT 发表于 Post on 2026-4-13 20:31:53
luzujia 发表于 2026-4-13 16:46
还是有点区别的吧,三唑里的吡咯N很明显地参与形成pi键,但桥连的那个N上面的轨道就很符合n轨道的特点

1. 我不知道这个“很符合n轨道的特点”指什么
2. 如果你一定要认为这是一个n轨道的话,从定性分子轨道理论的角度分析,拆分成pi体系与n轨道的片段分子轨道组合,此时与n轨道作用的显然是pi体系的LUMO,所形成的HOMO会比原本的HOMO能量高,但对于能隙的影响是不确定的。
luzujia 发表于 Post on 2026-4-13 16:46:47
KazusaT 发表于 2026-4-9 17:13
n是non-bonding orbital,从定性分子轨道理论的角度来考虑,如果孤对电子与其他轨道的成键特征明显就不适 ...

还是有点区别的吧,三唑里的吡咯N很明显地参与形成pi键,但桥连的那个N上面的轨道就很符合n轨道的特点
穷哥们浚子 发表于 Post on 2026-4-9 20:20:16
pikachuupup 发表于 2026-4-9 17:49
请教一下,这个是不是还要看取代基效应,给电子基上孤对电子参与共轭后,会使得HOMO能量升高,而吸电子基 ...

你说的很有道理,我想的内容说不通。
多谢指点。
KazusaT 发表于 Post on 2026-4-9 18:33:06
pikachuupup 发表于 2026-4-9 17:49
请教一下,这个是不是还要看取代基效应,给电子基上孤对电子参与共轭后,会使得HOMO能量升高,而吸电子基 ...

EDG参与共轭带一对电子,与原有共轭体系的空轨道(也就是LUMO)作用,一般情况下形成新的HOMO自然会比原来的HOMO能量高
EWG反之。
pikachuupup 发表于 Post on 2026-4-9 17:49:48
本帖最后由 pikachuupup 于 2026-4-9 18:32 编辑
穷哥们浚子 发表于 2026-4-9 14:42
你认为“n轨道的能量比pi轨道要高”,你导师认为“孤对电子的局域性比较强,所以所在轨道的能量比较低”, ...

请教一下,这个是不是还要看取代基效应,给电子基上孤对电子参与共轭后,会使得HOMO能量升高,而吸电子基上的空轨道参与共轭后,会使HOMO能量降低,一般是这样吗
KazusaT 发表于 Post on 2026-4-9 17:13:49
luzujia 发表于 2026-4-9 13:36
是否孤对电子参与形成分子轨道就不能认为是在n轨道上了?那么我可以说我这个体系的HOMO轨道同时具有pi轨 ...

n是non-bonding orbital,从定性分子轨道理论的角度来考虑,如果孤对电子与其他轨道的成键特征明显就不适合作为n轨道讨论。
我举个例子,你会认为环戊二烯负离子中的一个碳上有n轨道吗?或者在你分子里的这个三氮五元环里,你会认为带H的那个N的孤对电子是n轨道吗?
穷哥们浚子 发表于 Post on 2026-4-9 14:42:29
你认为“n轨道的能量比pi轨道要高”,你导师认为“孤对电子的局域性比较强,所以所在轨道的能量比较低”,这是分歧所在。
但我想:不管孤对电子所在轨道的能量是高一些还是低一些,它参与共轭体系之后,都起到了稳定体系的作用,因此使得HOMO能量下降。
你觉得这样说得通吗?
luzujia 发表于 Post on 2026-4-9 13:36:45
KazusaT 发表于 2026-4-8 22:44
孤对电子不一定是n,如果从定性分子轨道理论的角度来看,这个桥连N看上去sp2成分很高,我觉得这个pz已经可 ...

是否孤对电子参与形成分子轨道就不能认为是在n轨道上了?那么我可以说我这个体系的HOMO轨道同时具有pi轨道和n轨道的特征吗?
KazusaT 发表于 Post on 2026-4-8 22:44:59
本帖最后由 KazusaT 于 2026-4-9 01:05 编辑

孤对电子不一定是n,如果从定性分子轨道理论的角度来看,这个桥连N看上去sp2成分很高,我觉得这个pz已经可以认为是参与构成pi轨道了,不能当作n处理。这样的话pz成分高HOMO能量低是很合理的。

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