Highest Occupied Molecular Orbital (HOMO) ve Lowest Unoccupied Molecular Orbital (LUMO) `in kisaltmalari. Kovalent bagli bilesiklerde elektronlarin, atom orbitallerinin olusturdugu moleküler orbitallerde bulundugu düsünülmektedir. Bu orbitallerin de her birinin degisik enerjileri vardir. Bazi orbitaller dolu, bazilari da bostur, atom orbitallerinde oldugu gibi. Yani, aslinda Hidrojen atomunun 2s, 3s, 3p gibi atom orbitallerinin hepsi mevcuttur. Sadece dolu degildir o kadar. Buna benzer olarak, moleküler orbitallerde de bos olan en düsük enerjili moleküler orbitale LUMO, dolu olan en yüksek enerjili orbitale de HOMO denilmektedir. Bir molekül elektron aliyorsa da bu LUMO`yu dolduruyor ilk olarak. Tepkimelerde daha cok en yüksek enerjili elektronlar yani HOMO elektronlari isin icinde oldugundan oldukca sik kullanilan bir kavramlardir.

Öncelikle 2 tür orbital kavramından bahsetmemiz gerekiyor:

I. Atomik Orbital:Atomlarda bulunan ve elektronun uzayın belirli yerlerinde bulunabilme ihtimal yogunlugunu karesi ile ifade edebileceğimiz matematiksel bir fonksiyondur. Psi ile simgelenir Örnek: s,p,d,f orbitalleri.

II. Molekül Orbitali :Bir molekül üzerinde tamamen dagılmış oldugu düşünülen atomik orbitallerle aynı matematiksel özelliklere sahip olan matematiksel fonksiyonlardır. Psi ile simgelenir. Örnek: sigma,pi,delta orbitalleri.

Molekül Orbital teorisine göre moleküller meydana gelirken, atomlar gerekli bag mesafesinde birbirlerine yaklaştıklarında molekül oluşmadan önce atomlarda bulunan atomik orbitaller karışarak moleküle ait orbitalleri olusturular. Artık molekül oluştuktan sonra atomik orbitallerden bahsedemeyiz.

Atomik orbitallerin karışması molekül orbital teorisinin temeli olup, uygun simetri ve enerjide ancak molekül orbitallerini olusturabilirler. Molekül Orbital diyagramları ise Atomik orbitallerin Molekül orbitallerini oluşturmak üzere nasıl birleştikleri gösteren diyagramlardır.

Bir molekül oluştugu zaman meydana gelen molekül orbitalleri bize elektronların molekül üzerindeki dağılımı hakkında cok fazla bilgi vermektedir. Ne var ki, tek elektronlu sistemler (H gibi) dışında tam olarak çözümü mümkün olmayan Schrödinger denklemi, bu moleküller için daha da karmaşık bir hal almaktadır. Etan molekülü bile 18 elektronlu bir sistemdir.

Gaussian gibi programlarla belirli yaklaştırma metodları kullanılarak moleküllerin en düşük enerjili halleri tahmin edilebilmekte ve elektron dağılımı çıkarılabilmektedir. Elektron dağılımı iyonlaşma enerjisi ve elektron ilgisi açısından oldukça önemlidir. Yani molekülden koparılacak olan elektronun hangi orbitalden geleceği, bu orbitalin enerjisi ve hangi ataomlar üzerinde olduğu. Örnegin, temel olarak flor gibi bir atomun üzerinde yoğunlaşmış bir orbitalden elektron koparmak çok kolay olmayacaktır. En yüksek enerjili molekül orbitali olan HOMO'daki elektronlar, iyonlaşma esnasında ilk olarak kopacak olan elektronlardır ve elektronun sonsuzdaki enerjisi sıfır ve molekülde iyonlaşmadan sonra orbital düzeyinde çok fazla bir geri düzenleme (relaxation process) olmadıgı da kabul edilirse, Iyonlasma enerjisi = - HOMO ve elekton ilgisi = - LUMO oldugu görülür. Koopman'nın bu teorimi her ne kadar frozen(donmuş) orbitaller modeline dayansa da IE ve EI hakkında elimizde herhangi bir deneysel bulgu olmadığı zamanlarda özellikle teorik kimyacılar için çok degerli bilgiler sunmaktadır.