有多少种理论方法可以解释H2O分子的弯折构型以及一般地解释一系列H2X
分子的构型？
据我所知，至少有四种。前三种可参见J. K. Burdett的著作“Molecular
Shapes”，最后一种可参见J. K. Burdett和Stephen Lee的论文“The moment
method and elemental structure”，J. Am. Chem. Soc.，1985，107，3063
－3082。这些理论都是化学中解释分子构型的武器。还有没有别的方法呢？
一，价层电子对互斥理论（VSEPR）。水的价电子对数为4，应采取四面体
构型，两个H原子占据两个顶点，两个孤电子对占据另两个顶点。
二，轨道相关图（Walsh图）。使用微扰理论画出从直线构型到弯折构型的
轨道相关图，可以看出价电子数为8时HOMO在弯折时下降足够多。
三，二阶Jahn-Teller效应。直线构型的水分子的HOMO和LUMO对应的不可约
表示的直积包含弯折振动模式的不可约表示，因此弯折时HOMO和LUMO混合，使
HOMO下降，体系总能量降低。
四，矩量（moment）方法。这种方法在时间上出现得最晚。H2X的四阶矩量
（mu4）等于两项的和的平方（一种干涉效应），这两项分别对应于中心X原子的
s和px（x方向是一个H-X键的方向）轨道与两个H原子的s轨道间的4步行走。这两
项之间符号相反，是相消干涉。对应于s轨道的项与键角无关，对应于px轨道的
项在键角为90度时为0，因此弯折构型的mu4大于直线构型的u4。由此两种构型能
量差与电子数的关系为：除全空（电子数为0）和全满（电子数为8＋2＝10）时
相等外，另两个交点大约为10/3与20/3（假定能带形状均匀），最前和最后两段
弯折构型稳定，中间一段直线构型稳定。水的电子数为8，落在最后一段。
