ทฤษฎีการโคจรของโมเลกุลหรือทฤษฎีโมเป็นวิธีการอธิบายพันธะระหว่างอะตอมในแง่ของอิเล็กตรอนที่ถูกกระจายออกไปรอบ ๆ โมเลกุลมากกว่าการแปลรอบอะตอมในทางตรงกันข้ามกับทฤษฎีพันธะวาเลนซ์หรือทฤษฎี VB อิเล็กตรอนในอะตอมถูกจัดเรียงในวงโคจรภายใน subshells ภายในเปลือกหอย ตามกฎทั่วไปมันเป็นอิเล็กตรอนในวงโคจรภายในเปลือกนอกสุดที่เกี่ยวข้องกับพันธะเคมีแม้ว่าจะมีข้อยกเว้น วงโคจรสามารถมีอิเล็กตรอนได้สูงสุดสองตัวซึ่งจะต้องมีสปินตรงข้าม ในทฤษฎีการโคจรของโมเลกุลเมื่ออะตอมทั้งสองก่อตัวเป็นพันธะเคมีอะตอมของ orbitals ของอิเล็กตรอนจะรวมกันเพื่อสร้าง orbitals โมเลกุลด้วยกฎที่คล้ายกันเกี่ยวกับจำนวนและการหมุนของอิเล็กตรอน
อิเล็กตรอนเช่นเดียวกับอนุภาคย่อยทั้งหมดสามารถทำตัวเป็นคลื่นได้ แทนที่จะครอบครองจุดที่แน่นอนในอวกาศในเวลาที่กำหนดอิเล็กตรอนจะกระจายออกไปทั่วทุกตำแหน่งที่เป็นไปได้รอบนิวเคลียสของอะตอมและตำแหน่งของมันจะแสดงในรูปของความน่าจะเป็นเท่านั้น สมการที่พัฒนาขึ้นโดยนักฟิสิกส์เออร์วินชโรดิงเงอร์สามารถใช้ในการพิจารณา“ การทำงานของคลื่น” ของการโคจรของอะตอมทำให้โอกาสในการค้นหาอิเล็กตรอนในตำแหน่งต่าง ๆ รอบนิวเคลียสในแง่ของการกระจายความหนาแน่นของอิเล็กตรอน ทฤษฎีการโคจรของโมเลกุลอธิบายพันธะอะตอมโดยการเพิ่มฟังก์ชั่นคลื่นของวงโคจรปรมาณูที่เกี่ยวข้องในการพันธะเพื่อให้ฟังก์ชั่นคลื่นสำหรับวงโคจรโมเลกุลล้อมรอบโมเลกุลทั้งหมด
เนื่องจากสมการการทำงานของคลื่นให้ทั้งค่าบวกและค่าลบเรียกว่าเฟสจึงมีการสร้างวงโคจรโมเลกุลสองโมเลกุล ในครั้งแรกวงโคจรปรมาณูจะถูกเพิ่มในเฟส - เป็นบวกถึงบวกและลบเป็นลบ ประเภทที่สองเป็นประเภทที่อยู่นอกเฟส ได้แก่ ค่าลบเป็นบวกและลบเป็นลบ
การเพิ่มเฟสในทำให้วงโคจรของโมเลกุลที่มีความหนาแน่นของอิเล็กตรอนเข้มข้นในช่องว่างระหว่างนิวเคลียสทำให้พวกมันเข้าใกล้กันมากขึ้นและทำให้เกิดการกำหนดค่าที่พลังงานต่ำกว่าทั้งสองอะตอมรวมกัน เรื่องนี้เป็นที่รู้จักกันในนามวงโคจร การเติมเฟสนอกส่งผลให้ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนถูกกระจุกตัวอยู่ห่างจากช่องว่างระหว่างนิวเคลียสดึงพวกมันออกห่างและสร้างโครงร่างด้วยระดับพลังงานที่สูงกว่าอะตอมของวงโคจร สิ่งนี้เรียกว่าวงโคจรต่อต้านพันธะ อิเล็กตรอนจากวงโคจรปรมาณูที่เกี่ยวข้องในพันธะจะชอบเติมพลังงานวงโคจรโมเลกุลต่ำ
ในการกำหนดลักษณะของพันธะระหว่างสองอะตอมนั้นคำสั่ง“ bond bond” จะถูกคำนวณดังนี้: (พันธะอิเล็กตรอน - อิเล็กตรอนที่ยึดพันธะต่อกัน / 2 ออเดอร์ที่เป็นศูนย์แสดงว่าไม่มีการเชื่อม ในการเปรียบเทียบคำสั่งพันธบัตรที่ 1 หมายถึงพันธบัตรเดียวที่มี 2 และ 3 หมายถึงพันธบัตรคู่และสามตามลำดับ
เป็นตัวอย่างที่ง่ายมากพันธะของอะตอมไฮโดรเจนสองอะตอมสามารถอธิบายได้ในแง่ของทฤษฎีการโคจรของโมเลกุล แต่ละอะตอมมีอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียวโดยปกติจะอยู่ในวงพลังงานที่ต่ำที่สุด ฟังก์ชั่นคลื่นของวงโคจรเหล่านี้มีการเพิ่มให้พันธะและวงโคจรต่อต้านพันธะ อิเล็กตรอนทั้งสองจะเติมเต็มวงโคจรพันธะพลังงานที่ต่ำกว่าโดยไม่มีอิเล็กตรอนในวงต่อต้านยึดติด ดังนั้นคำสั่งพันธบัตรจึงเป็น (2 - 0) / 2 = 1 ทำให้มีพันธะเดี่ยว สิ่งนี้สอดคล้องกับทฤษฎี VB และด้วยการสังเกต
การทำงานร่วมกันของสองอะตอมขององค์ประกอบถัดไปในตารางธาตุฮีเลียมให้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกันเนื่องจากมีอิเล็กตรอนสองตัวอยู่ในวงโคจรในแต่ละอะตอมของฮีเลียม เมื่อมีการเพิ่มฟังก์ชั่นคลื่นพันธะและการต่อต้านพันธะของวงจะถูกสร้างขึ้นเช่นเดียวกับไฮโดรเจน อย่างไรก็ตามในครั้งนี้มีอิเล็กตรอนสี่ตัวที่เกี่ยวข้อง อิเล็กตรอนสองตัวจะเติมเต็มวงพันธะและอีกสองอิเล็กตรอนจะต้องเติมเต็มวงโคจรของพันธะพลังงานที่สูงขึ้น ลำดับพันธบัตรในครั้งนี้คือ (2 - 2) / 2 = 0 ดังนั้นจึงไม่มีการเชื่อมใด ๆ เกิดขึ้น อีกครั้งนี้เห็นด้วยกับทฤษฎี VB และด้วยการสังเกต: ฮีเลียมไม่ได้สร้างโมเลกุล
ทฤษฎีการโคจรของโมเลกุลยังทำนายได้อย่างถูกต้องว่าพันธะคู่และสามสำหรับโมเลกุลออกซิเจนและไนโตรเจนตามลำดับ ในกรณีส่วนใหญ่ทฤษฎี MO และทฤษฎีพันธะวาเลนซ์อยู่ในข้อตกลง แม้กระนั้นอดีตจะอธิบายโมเลกุลที่ดีกว่าซึ่งคำสั่งพันธบัตรอยู่ระหว่างพันธะเดี่ยวและคู่และคุณสมบัติแม่เหล็กของโมเลกุล ข้อเสียเปรียบหลักของทฤษฎีการโคจรของโมเลกุลคือยกเว้นกรณีง่าย ๆ เช่นที่กล่าวมาข้างต้นการคำนวณมีความซับซ้อนมากขึ้น
