自然鍵軌道理論

自然鍵軌道理論（縮寫：NBO）是一種對密度矩陣部分對角化，從而將分子軌道部分定域化的量子化學理論。廣義地說，根據對角化和定域化的程度不同，該理論中研究的軌道包括自然原子軌道（縮寫：NAO, 詳情請見），自然雜化軌道（縮寫：NHO），自然鍵軌道（縮寫：NBO）和自然半定域化分子軌道（縮寫：NLMO）。這些自然軌道可以視作從原子軌道線性組合得到分子軌道的中間步驟，按照定域化的程度由低到高，它們的關係如下： 原子軌道 → NAO → NHO → NBO → NLMO → 分子軌道

在計算化學中，自然（定域化）軌道用於計算電子密度在原子上與在分子間的鍵上的分布。這些軌道在相應的單原子或雙原子區域內具有「最大占據數」的特點。也就是說，以自然軌道為基表示一階約化密度算符時，矩陣的對角元能夠儘可能大，通常可以非常接近或達到2。於是自然鍵軌道就給出了波函數對應的最主要的自然路易斯結構。自然 Lewis 結構上對應的自然鍵軌道占據數通常包括了絕大部分的電子密度，對於常見的有機分子，能達到 99% 以上。

自然軌道的概念最早由 Per-Olov Löwdin 在1955年引入，指的是對應於一個多電子波函數的唯一的一組具有最大占據數的單電子波函數。

參見

• 分子軌道理論
• 基組

外部連結

• NBO程序主頁: https://web.archive.org/web/20120717044746/http://www.chem.wisc.edu/~nbo5/
• 化學術語總目錄 上的定義: natural bond orbital (NBO) （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• 開源實現項目: http://janpa.sourceforge.net/ （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）