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3D-Modelle der Molekülorbitale einer Carbonyl-Gruppe

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π-Orbital (bindend)

Transparenz: ein/aus

n-Orbital (nichtbindend)

Transparenz: ein/aus

π*-Orbital (antibindend)

Transparenz: ein/aus

Das n-Orbital beschreibt kein reines freies Elektronenpaar. Das Sauerstoff-p-Orbital mischt mit einem ebenfalls in der Molekülebene liegenden p-Orbital am Kohlenstoff. Die antibindende Kombination dieser beiden Orbitale bildet das HOMO der Carbonyl-Gruppe. Die Lokalisation des "lone pairs" ausschließlich am O-Atom ist eine vereinfachte Betrachtungsweise, die aber zur qualitativen Erklärung der meisten Phänomene ausreicht.