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分子軌道（MO）是分子中的單電子空間波函數(shù)，可以用原子軌道的線性組合來表示，MO并不表明了電子運動的確切軌跡。分子的Schrödinger方程可以利用變分法近似求解，由此得到的能量總是等于或低于分子真實的基態(tài)能量。求解方程時通常使用定核近似，因為分子的核骨架實際上固定不變的。分子中電子數(shù)如果是偶數(shù)，分子就必然是反磁性的，例如O₂分子就是如此。根據(jù)電子在MO上的排布可以計算鍵級，鍵級都是一些整數(shù)。