HOMO-LUMO能級

HOMO-LUMO能級統稱前線軌道，分別指最高占據分子軌道（Highest Occupied Molecular Orbital）和最低未占分子軌道（Lowest Unoccupied Molecular Orbital）。

HOMO和LUMO分別指最高占據分子軌道（Highest Occupied Molecular Orbital）和最低未占分子軌道（Lowest Unoccupied Molecular Orbital）。根據前線軌道理論，兩者統稱前線軌道，處在前線軌道上的電子稱為前線電子。HOMO與LUMO之間的能量差稱為“能帶隙”，這個能量差即稱為HOMO-LUMO能級，有時可以用來衡量一個分子是否容易被激發：帶隙越小，分子越容易被激發。

在有機半導體和量子點中的HOMO與無機半導體中的價帶類似，而LUMO則與導帶類似。因此，“HOMO-LUMO能級”這個概念常用於有機導電分子合成上。

前線軌道理論認為：分子中有類似於單個原子的“價電子”的電子存在，分子的價電子就是前線電子，因此在分子之間的化學反應過程中，最先作用的分子軌道是前線軌道，起關鍵作用的電子是前線電子。這是因為分子的HOMO對其電子的束縛較為鬆弛，具有電子給予體的性質，而LUMO則對電子的親和力較強，具有電子接受體的性質，這兩種軌道最易互相作用，在化學反應過程中起著極其重要作用。

當分子二聚或高聚時，兩個分子的分子軌道之間的相互作用會引起HOMO與LUMO的分裂。當分子相互作用時，每一個能級分裂成彼此能量相距很小的振動能級。當有足夠的分子使得這種相互作用足夠強烈時（如在高聚物中），這些振動能級的差距變得很小，使得它們的能量幾乎可以看成是連續的。這時我們就不再叫它們能級了，而是改稱 能帶。