Moleküler yörünge teorisi veya MO teorisi, değerlik bağlanma teorisi veya VB teorisinin aksine, atomlar arasında lokalize edilmek yerine bir molekülün etrafına yayılan elektronlar arasındaki atomlar arasındaki bağı açıklamada kullanılan bir yöntemdir. Atomlardaki elektronlar, kabukların içindeki alt kabukların içindeki yörüngelerde düzenlenir. Genel bir kural olarak, istisnalar olmasına rağmen, en dıştaki kabuk içindeki orbitallerdeki kimyasal bağlanma ile ilgili olan elektronlardır. Bir orbital, zıt dönüşlere sahip olması gereken maksimum iki elektron içerebilir. Moleküler orbital teorisinde, iki atom kimyasal bir bağ oluşturduğunda, bağlanma elektronlarının atomik orbitalleri, elektronların sayısı ve dönüşüyle ilgili benzer kurallara sahip moleküler orbitaller üretmek üzere birleşir.
Elektronlar, tüm atom altı parçacıklar gibi, dalgalar gibi davranabilirler. Belirli bir zamanda uzayda kesin bir nokta işgal etmek yerine, bir elektron atom çekirdeği etrafındaki tüm olası konumlarına yayılır ve konumu yalnızca olasılık açısından ifade edilebilir. Fizikçi Erwin Schrodinger tarafından geliştirilen bir denklem, atom orbitalinin "dalga fonksiyonunu" belirlemek için kullanılabilir ve bu, çekirdek etrafındaki elektron yoğunluğu dağılımı açısından farklı yerlerde elektron bulma olasılığını verir. Moleküler yörünge teorisi, tüm molekülü saran moleküler yörüngeler için dalga fonksiyonlarını vermek üzere bağlanmada yer alan atomik yörüngelerin dalga fonksiyonlarını ekleyerek atomik bağlamayı açıklar.
Dalga fonksiyonu denklemi faz olarak bilinen hem pozitif hem de negatif değerler verdiğinden, iki moleküler orbital üretilir. İlk olarak, atomik orbitaller faz-pozitif-pozitif ve negatif-negatif olarak eklenir. İkinci tip faz-dışı - negatif-pozitif ve pozitif-negatif olanıdır.
Faz içi ekleme, çekirdekler arasındaki boşluğa yoğunlaşan elektron yoğunluğu ile moleküler bir yörünge verir, onları bir araya getirir ve birleştirilen iki orijinal atom orbitalinden daha düşük bir enerjide bir konfigürasyonla sonuçlanır. Bu bir bağ orbital olarak bilinir. Faz dışı eklenmesi, elektron yoğunluğunun çekirdekler arasındaki boşluktan uzağa konsantre edilmesine, onları daha uzağa çekmesine ve atomik orbitallerden daha yüksek bir enerji seviyesine sahip bir konfigürasyon üretmesine neden olur. Bu, yapışma önleyici yörünge olarak bilinir. Yapıştırmaya dahil olan atomik orbitallerden gelen elektronlar, düşük enerjili bağlayıcı moleküler orbitalleri doldurmayı tercih edecektir.
İki atom arasındaki bağın yapısını belirlemek için “bağ sırası” şu şekilde hesaplanır: (bağlanma elektronları - bağlanma önleyici elektronlar) / 2. Sıfır tahvil siparişi, hiçbir tahvil gerçekleşmeyeceğini gösterir. Karşılaştırıldığında, 1'lik bir bağ sırası, sırasıyla iki ve üçlü bağları gösteren 2 ve 3 ile tek bir bağa işaret eder.
Çok basit bir örnek olarak, iki hidrojen atomunun bağlanması moleküler orbital teori olarak tanımlanabilir. Her atom normalde en düşük enerji yörüngesinde sadece bir elektrona sahiptir. Bu yörüngelerin dalga fonksiyonları bir bağ ve bir yapışma önleyici yörünge vererek eklenir. İki elektron, düşük enerji bağı yörüngesini, bağlanma yörüngesinde elektron olmadan doldurur. Dolayısıyla tahvil sırası (2 - 0) / 2 = 1 olup, tek bir bağ verir. Bu VB teorisi ve gözlem ile uyum içindedir.
Periyodik tablodaki bir sonraki elementin iki atomunun etkileşimi, helyum, her helyum atomunda bir yörüngede iki elektron olduğundan farklı bir sonuç verir. Dalga fonksiyonları eklendiğinde, hidrojende olduğu gibi bir bağlanma ve bir bağlanma karşıtı yörünge üretilir. Bununla birlikte, bu sefer dört elektron var. İki elektron bağ orbitalini dolduracak ve diğer ikisi daha yüksek enerjili bağ antbitalini doldurmak zorunda kalacaktır. Bu sefer tahvil sırası (2 - 2) / 2 = 0, yani hiçbir bağ oluşmayacak. Yine, bu VB teorisine ve gözlemine katılıyor: helyum molekülleri oluşturmuyor.
Moleküler orbital teorisi ayrıca sırasıyla oksijen ve azot molekülleri için çift ve üçlü bağları doğru olarak tahmin eder. Çoğu durumda, MO teorisi ve değer bağlanma teorisi aynı fikirdedir; Bununla birlikte, birincisi, bağlanma düzeninin bir tek ve bir çift bağ arasında bulunduğu molekülleri ve moleküllerin manyetik özelliklerini daha iyi açıklamaktadır. Moleküler orbital teorisinin ana dezavantajı, yukarıdakiler gibi çok basit durumlar dışında, hesaplamaların çok daha karmaşık olmasıdır.
