如何清晰理解前线轨道理论

前线轨道理论，是一种分子轨道理论，这一理论将分子周围分布的电子云根据能量细分为不同能级的分子轨道，有电子排布的，能量最高的分子轨道和没有被电子占据的，能量最低的分子轨道是决定一个体系发生化学反应的关键，其他能量的分子轨道对于化学反应虽然有影响但是影响很小，可以暂时忽略。

在有机化学中，特别对芳香族化合物，确定各个原子位置在亲电或亲核取代反应的相对活性是一个重要的问题。已经提出了各种理论指标，如电荷密度分布，定域能方法等。前线轨道理论认为，最高已占分子轨道上的电子在各个原子上有一定的电荷密度分布，这个分布的大小次序决定亲电试剂进攻各个原子位置的相对难易程度，即亲电反应最易发生在HOMO最大电荷密度的原子上；与此类似，亲核反应在各个原子上发生的相对次序由LUMO的电荷密度分布决定，亲核试剂最易进攻LUMO电荷密度最大的原子。一般说来，各种理论指标预言的活性次序大致是相同的。