分子軌域（MO）能階圖之所以讓人卻步，是因為它把能階、電子填入與鍵級等大量資訊塞進同一張圖裡。可靠的畫法是依固定順序搭建：先在兩側放上原子軌域，在中間把它們組合成分子軌域，再由下往上填入電子。
本教學帶你從零畫出一張分子軌域能階圖，並提供 O₂ 與 N₂ 的完整範例。如果你現在就需要一張乾淨的圖，分子軌域能階圖產生器能根據一句白話描述畫出帶標註的 MO 能階圖。
MO 能階圖常見錯誤
在填入第一個電子之前，先修正這些問題：
- 忘記 s–p 混成造成的能階交換。 對 B₂、C₂ 與 N₂，σ2p 軌域位於 π2p 軌域 之上。對 O₂、F₂ 與 Ne₂，順序翻轉，σ2p 位於 π2p 之下。
- 填入時未先成單再成對。 遵循洪德定則：先把簡併軌域（兩個 π 軌域）各填一個電子，再配對。
- 計數時忽略反鍵結軌域。 鍵級要同時用到鍵結電子 與 反鍵結電子。漏掉反鍵結一側會算錯。
- 星號標註錯誤。 反鍵結軌域要帶星號（σ*、π*）。漏標會讓圖變得含糊不清。
- 能階順序畫反。 能量向上遞增；把每條軌域放在正確的相對高度上。
- 把內層電子也算進去。 第二週期雙原子分子只處理價電子，除非題目另有要求。
一張清楚的 MO 能階圖把原子軌域放兩側、分子軌域放中間，能量軸放在左邊。
鍵結軌域 vs. 反鍵結軌域
當兩條原子軌域組合時，會形成兩條分子軌域：
| 軌域類型 | 能量 | 對鍵的影響 |
|---|---|---|
| 鍵結（σ、π） | 低於原子軌域 | 穩定分子；此處的電子加強鍵 |
| 反鍵結（σ、π）** | 高於原子軌域 | 不穩定分子；此處的電子削弱鍵 |
電子偏好能量較低的鍵結軌域，這正是化學鍵得以形成的原因。
分步：畫一張 MO 能階圖
- 數價電子。 把兩個原子的價電子相加（離子要依電荷調整）。
- 畫原子軌域，放在左右兩側（第二週期元素的 2s 在 2p 之下）。
- 在中間加上分子軌域： σ2s、σ*2s，然後是 2p 組。
- 套用正確的 2p 順序。 B₂–N₂ 中 π2p 在 σ2p 之下；O₂–Ne₂ 中 σ2p 在 π2p 之下。
- 由下往上填入。 先填最低能階，遵守洪德定則與包立原理。
- 計算鍵級：（鍵結電子 − 反鍵結電子）÷ 2。
完整範例：N₂
氮各有 5 個價電子，共 10 個。依順序（σ2s、σ*2s、π2p、π2p、σ2p）填入：
- 鍵結電子：8（σ2s + 兩個 π2p + σ2p）
- 反鍵結電子：2（σ*2s）
- 鍵級 = (8 − 2) ÷ 2 = 3 —— 三鍵，且 N₂ 為反磁性（全部成對）。
完整範例：O₂
氧各有 6 個價電子，共 12 個。這裡 σ2p 位於 π2p 之下，最後兩個電子各佔一個 π*2p 軌域：
- 鍵結電子：8
- 反鍵結電子：4（σ2s + π2p 中的兩個）
- 鍵級 = (8 − 4) ÷ 2 = 2 —— 雙鍵，且由於有兩個未成對電子，O₂ 為 順磁性。這正是分子軌域理論能解釋、而路易斯結構無法解釋的經典結果。
用 AI 畫 MO 能階圖的更好提示詞
描述分子以及你需要的細節：
- 「畫 O₂ 的 MO 能階圖，σ2p 在 π2p 之下，π2p 中有兩個未成對電子。」*
- 「用星號標註鍵結與反鍵結軌域，並畫出能量軸。」
- 「依洪德定則用上下箭頭填入電子。」
- 「保持乾淨的教科書風格，從原子軌域到分子軌域用虛線連接。」
分子軌域能階圖產生器會把這些描述變成一張可編輯的圖，讓你用文字改換分子或修正填入順序，而不必重畫。
準確性核對清單
提交 MO 能階圖前，確認：
- 價電子數正確。
- 2p 順序與分子相符（B₂–N₂ vs. O₂–Ne₂）。
- 電子從最低能階向上填入，遵守洪德定則。
- 反鍵結軌域已用星號標註。
- 鍵級由鍵結電子減反鍵結電子算得。
- 磁性（順磁性 vs. 反磁性）與未成對電子相符。
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常見問題
鍵結軌域與反鍵結軌域有什麼差別？ 鍵結軌域能量較低，穩定分子；反鍵結軌域（帶星號）能量較高，削弱鍵。
O₂ 為什麼是順磁性？ 它的 MO 能階圖在兩個反鍵結 π*2p 軌域中各放一個電子，留下兩個未成對電子。分子軌域理論能預測這一點，而簡單的路易斯結構不能。
鍵級怎麼算？ 鍵級 =（鍵結電子數 − 反鍵結電子數）÷ 2。
怎樣快速畫出 MO 能階圖？ 把分子與電子數告訴分子軌域能階圖產生器，然後用文字微調標註與填入。
