Question

为什么成键原子的原子轨道在空间最大程度重叠，体系能量越低

Answer 1

在形成共价键时，原子间总是尽可能的沿着原子轨道最大重叠的方向成键。成键电子的原子轨道重叠程度越高，电子在两核间出现的概率密度也越大，形成的共价键也越稳固，这就是最大重叠原理。
杂化轨道与其他原子轨道重叠形成化学键时，同样要满足原子轨道最大重叠原理。原子轨道重叠越多，形成的化学键越稳定。由于杂化轨道的电子云分布更集中，所以杂化轨道成键能力比未杂化的各原子轨道的成键能力强。化合物的空间构型是由满足原子轨道最大重叠的方向决定的。在CH4分子中，四个氢原子的1s轨道在四面体的四个顶点位置与碳原子的四个杂化轨道重叠最大，因此，决定了CH4的分子构型是四面体，H-C-H之间的键角为109°28′
另外，共价键分为σ键和π键，其中，σ键重叠程度较大。
轨道最大重叠原则：
在符合对称性匹配的条件下，在满足能量相近原则下，原子轨道重叠的程度越大，成键效应越显著，形成的化学键越稳定。如两个原子轨道沿x轴方向相互接近时，s轨道之间，px轨道与px轨道的重叠，就属于这种情况。
共价键的形成遵循原子轨道最大重叠原理：
形成共价键时，成键电子的原子轨道一定要在对称性一致的前提下发生重叠，原子轨道的重叠程度越大，两核间电子的概率密度就越大，形成的共价键就越稳定。
成键电子的原子轨道重叠程度越高，电子在两核间出现的概率密度也越大，形成的共价键也越稳固，这就是最大重叠原理共价键：成键电子的原子轨道重叠程度越高，电子在两核间出现的概率密度也越大，而且除了s轨道其它轨道在空间中都有一定的方向取向，因此才能满足最大重叠原则，，电子排布还会有三个排布原则：能量最低原则，puali不相容原理，Hund规则成键电子的原子轨道重叠程度越高，电子在两核间出现的概率密度也越大，共价键越稳定，能量越低