I. MỞ ĐẦU:
* Sơ lược các thuyết về liên kết cộng hoá trị:
1. Thuyết Lewis-Langmuis:
“Liên kết cộng hoá trị thực hiện giữa 2 nguyên tử A và B khi có sự góp chung điện tử, đôi điện tử này thuộc về cả 2 nguyên tử thế nào để chung quanh mỗi nguyên tử đều có lớp ngoài đạt đến cấu trúc bền như khí hiếm ở gần nó”.
Tuy giải thích được sự hiện hữu của số đông các chất nhưng thuyết này còn những khuyết điểm sau:
- Chưa giải thích được cấu trúc không gian của các chất
- Chưa giải thích được sự hiện hữu của những phân tử chứa những nguyên tử mà lớp ngoài không theo qui tắc bát tử
- Không giải thích được sự hiện hữu của những phân tử mà nguyên tử có một số điện tử lẻ(H2+, NO, NO2...)
- Không giải thích đúng đắn phân tử O2
- Không giải thích được sự khác về năng lượng của các liên kết trong liên kết bội
- Không giải thích được trường hợp các phân tử có liên kết không định xứ như benzen.
2. Thuyết VB:
“Liên kết cộng hoá trị tạo thành do 2 điện tử độc thân của 2 nguyên tử có mômen spin ngược chiều nhau. Liên kết trong trường hợp này là sự xen phủ giữa các obital của các nguyên tử có điện tử tham gia liên kết làm xuất hiện một vùng không gian giữa 2 hạt nhân nguyên tử có mật độ điện tử lớn hút 2 nhân lại gần nhau”.
Thuyết VB đã có thể giải quyết được những tồn tại của thuyết Lewis-Langmuis nhưng có một số chưa được giải thích thoả đoán như:
- Một số trường hợp liên kết được thực hiện bằng 1 số lẻ điện tử như ở H2+, NO,...
- Một số gốc hoá học hoặc trường hợp phân tử O2. Nếu theo thuyết VB thì O2 có một liên kết đôi thực hiện bằng 2 cặp điện tử thì nó là một chất nghịch từ nhưng thực tế O2 là chất thuận từ, nghĩa là trong phân tử O2 có có điện tử chưa ghép đôi.
Những hạn chế nêu trên đều được giải thích bằng một thuyết mới đó là thuyết MO(MOLECULAR ORBITAL).
II. NỘI DUNG THUYẾT MO (MOLECULAR ORBITAL):
1. Các luận điểm cơ bản của thuyết MO:
- Phương pháp MO dựa trên sự mở rộng khái niệm hàm sóng một electron (mô hình các hạt độc lập) cho trường hợp phân tử. Mỗi electron trong phân tử được coi như chuyển động lập trong một điện trường do các hạt nhân nguyên tử và các electron còn lại gây ra. Trong phân tử không còn có nguyên tử riêng biệt nữa, các hạt nhân và electron đều là của chung phân tử.
- Trạng thái của mỗi electron được mô tả bằng một hàm sóng gọi là obital phân tử(MO). Mỗi obital phân tử được xác định bằng tổ hợp các số lượng tử phản ánh tính chất
của electron trên mỗi trạng thái năng lượng. Tương tự với các orbital nguyên tử s, p, d, ... trong nguyên tử, trong phân tử các orbital (, (, (, ... tuỳ thuộc vào sự định hướng của chúng đối với trục nối các hạt nhân nguyên tử.

- trạng thái của toàn bộ phân tử được xác định bởi một bộ các MO((1,(2, ..., (n có chứa electron. Về mặt toán học hàm sóng mô tả trạng thái của toàn bộ phân tử là:
( = (1.(2 .... (n .
Như vậy bài toán phân tử qui về việc xác định các MO và các mức năng lượng tương ứng của chúng, xây dựng giản đồ các mức năng lượng của các MO, sau đó sắp xếp electron vào các MO theo những qui tắc thích hợp để được cấu hình electron của phân tử.

Như trong trường hợp nguyên tử nhiều điện tử, các MO cũng được xác định bằng phương pháp gần đúng. Hiện nay phương pháp gần đúng thường được áp dụng là phương pháp tổ hợp tuyến tính(LCAO)
2. Phương pháp tổ hợp tuyến tính:
Khi một electron chuyển động gần một hạt nhân nguyên tử nào đó thì lúc đó electron này chịu tác dụng chủ yếu của điện trường hạt nhân đó, tương tác giữa electron khảo sát với đối electron và hạt nhân còn lại là không đáng kể. Khi đó một cách gần đúng toán học ta viết: (MO = ca(a + cb(b
Điều kiện để các orbital nguyên tử (i tổ hợp hiệu quả là:
- Các AO có năng lượng xấp xỉ nhau.
- Có một mức độ xen phủ rõ rệt.
- Các AO có tính đối xứng giống nhau đối với trục liên kết.
3. Thuyết MO và phân tử 2 nguyên tử đồng hạch
Phân tử 2 nguyên tử đồng hạch là phân tử của 2 nguyên tử cùng nhân như: H2,He2,Li2
a. Phân tử 2 nguyên tử đồng