分子轨道理论（4）

不过有了这几期应该差不多了，可以从宏观角度，上帝视角看分子轨道理论，有需要更深层次理解的，可以自行查阅相关书籍和文献了。

好了，正题开始。

上一次我们发现了前线分子轨道理论，从名字里也可以看出来，这个理论属于分子轨道理论。

前线轨道理论认为：分子中有类似于单个原子的，“价电子”的电子存在，分子的价电子就是前线电子，因此在分子之间的化学反应过程中，最先作用的分子，轨道是前线轨道，起关键作用的电子是前线电子。

两个轨道，HOMO和LUMO，这俩加上单电子占据分子轨道SOMO （Single Occupied Molecular Orbital），就是前线分子轨道（Frontier Molecular Orbital，FMO）

这个理论有什么用呢？

举个🌰，Diels-Alder反应，著名的环加成反应，诺贝尔化学奖级别的反应。

用前线分子轨道理论怎么解释呢？

在1，3-丁二烯和乙烯加热下的环加成反应中，电子不会被激发，所以电子就还在原来的轨道上，因为能量不够，不能去其它轨道上。那分子轨道的重叠是不是有两种可能？

1，丁二烯的基态HOMO和乙烯的基态LUMO重叠

2，丁二烯的基态LUMO和乙烯的基态HOMO重叠

丁二烯的基态HOMO和LUMO以及乙烯的基态LUMO和HOMO长什么样子？看图。

为啥是这样？大概率是算出来的，怎么算的咱就不强求了，就知道长这个样子就行了。

以丁二烯的基态HOMO和乙烯的基态LUMO重叠为例，可以发现，只要丁二烯的两个端碳正好在乙烯两个碳原子的上方，那么，电子云就可以顺利重叠，从而成键。这是一个同面-同面加成。

为了更直观的理解，渣渣画技花了一个图，乙烯画长了一点，领会精神～有点儿像把一张纸从中间对折成90度，或者一个打开的合叶，丁二烯在一个面上，乙烯在另外一个面上。整个过程就是烯烃的顺式加成。

同理，想象一下，就可以知道丁二烯的基态LUMO和乙烯的基态HOMO重叠也是完全OK的。

那，这个时候我要是不用加热用光照呢？还能得到环加成产物吗？

这个是在光照条件下，可以发现，前线分子轨道的重叠也是有两种，

1，丁二烯激发态的HOMO和乙烯基态的LUMO

2，丁二烯的基态的LUMO和乙烯激发态的HOMO

无论谁在上，谁在下，只能有一个可以重叠，另外一个不能重叠，所以就无法成键。同面-同面加成受到了阻碍，也就是对称性禁阻。

至于DA反应对反应物的要求，分类，区域选择性，立体选择性问题，先挖个坑，以后抽个时间来填上。

前线分子轨道理论在类似的周环反应中有着大量的应用，就比如电环化反应，以及sigma迁移反应等，理解了用前线分子轨道理论来解释DA反应的过程，举一反三，其它分析起来基本问题不大～

参考文献：

1. 邢其毅，裴伟伟，徐瑞秋，裴坚。基础有机化学（第四版），高等教育出版社。