Théorie de l'orbitale moléculaire
Dans cette théorie, les orbitales atomiques se combinent linéairement pour former un ensemble d'orbitales liantes et antiliantes. La TOM est une méthode destinée à la détermination d'une structure moléculaire dans laquelle les électrons ne sont pas assignés à des liaisons chimiques spécifiques entre les atomes, mais sont traités comme se déplaçant sous l'influence des noyaux de la molécule dans son ensemble. Dans cette théorie, chaque molécule est dotée d'un ensemble d'orbitales moléculaires, dans lequel on postule que la fonction d'onde moléculaire "ψ" peut être écrite comme une simple somme pondérée des n orbitales atomiques "χ" constitutives, selon l'équation suivante : Les coefficients "c" peuvent être déterminés numériquement en substituant de cette équation dans l'équation de Schrödinger et en appliquant le principe variationnel. Cette méthode est appelée approximation de la combinaison linéaire d'orbitales atomiques et est couramment employé en chimie numérique.
Ken'ichi Fukui
Le concept d'orbitales de frontière a été reconnu après la publication en 1965 par Robert Burns Woodward et Roald Hoffmann des Règles de Woodward–Hoffmann, qui pouvaient prédire les vitesses de réaction entre deux réactifs. Ces règles, illustrées dans des diagrammes, expliquent pourquoi certaines paires réagissent facilement alors que d'autres paires ne réagissent pas. La base de ces règles réside dans les propriétés de symétrie des molécules et en particulier dans la disposition de leurs électrons. Fukui avait reconnu dans sa conférence du prix Nobel: «Ce n'est qu'après l'apparition remarquable du brillant travail de Woodward et Hoffmann que j'ai pris conscience que non seulement la distribution de densité mais aussi la propriété nodale des orbitales particulières ont une signification dans une grande variété de réactions chimiques.