π轨道

在化学与原子物理学中，π轨域（英语：π orbital）是一种分子轨域。是形成π键后所产生的分子轨域。π轨域是一种由轨域并肩重叠后所形成的新轨域。

乙烯的π轨域模型

结构

苯的π轨域呈环状，但中心仍有电子分布

π轨域是一种由轨域并肩重叠后所形成的分子轨域，除了s轨域无法形成π轨域，之外，大部分的轨域都可以形成π轨域，较常是由两个p_z轨域所形成，但实际上只要方向对了，无论是p_x或p_y都能形成π轨域。

π轨域可以有很多形状，但都不与核轴成旋转对称，其形状取决于他所形成的π键，例如:有共振时，π轨域就会变得较大较狭长，若是环状的共振，则其π轨域呈环形。其能容纳的电子数量也由其所形成的π键来决定，如乙烯内所形成的π轨域可容纳下2个电子，而苯的π轨域呈环状，可容下6个电子，这是因为共振使电子均匀分布而导致。

此外，在形成化学建的过程中，未混成的轨域有可能形成π轨域，如乙烯，碳上形成了sp²混成轨域，而未混成的p轨域则形成π轨域。

轨域能级

丁二烯中，不同能级的π轨域及其形状。

根据休克尔方法，可得出不同能量的π轨域，不同能级的π轨域形状不尽相同，电子会先从能量低的π轨域开始填入，例如丁二烯^[1][2]，其不同能级π轨域能量如下:

π₄: +7.71713 eV

π₃: +3.16186 eV (LUMO)

π₂: −8.66624 eV (HOMO)

π₁: −12.10962 eV

其电子会先从π₁轨域开始填入，然后才填π₂轨域，根原子轨域一样，一种形状只能填2个电子，且自旋互为相反数，因此整个π轨域，π₃轨域和π₄轨域两个能级是空的，但要注意：此处的能级(繁体：能級)并非是电子壳层的能阶(繁体：能階)。

π*轨域

π*轨域是π轨域的反键轨域，当核间轴发生旋转时会产生相位的变化。π*轨域类似于σ*轨域，在原子核之间也有一个波节。^[3][4][5][6]

π键

主条目：π键

参见

• s轨域
• p轨域
• d轨域

参考文献

1. E. Hückel, Zeitschrift für Physik, 70, 204 (1931); 72, 310 (1931); 76, 628 (1932); 83, 632 (1933).
2. Hückel Theory for Organic Chemists, C. A. Coulson, B. O'Leary and R. B. Mallion, Academic Press, 1978.
3. Catherine E. Housecroft, Alan G, Sharpe, Inorganic Chemistry, Pearson Prentice Hall; 2nd Edition, 2005, p. 29-33.
4. Peter Atkins; Julio De Paula. Atkins’ Physical Chemistry. Oxford University Press, 8th ed., 2006.
5. Yves Jean; Francois Volatron. An Introduction to Molecular Orbitals. Oxford University Press, 1993.
6. Michael Munowitz, Principles of Chemistry, Norton & Company, 2000, p. 229-233.

• 曾国辉《原子结构》建宏出版社 台北市 1999 ISBN 957-724-801-2
• 曾国辉《化学键》建宏出版社 台北市 1999 ISBN 957-724-802-0