第 一 題
(一)請依照能量由低而高畫出1, 3, 5-己三烯的六個 π-分子軌域，並標示其節面。（6分） (二)請寫出1, 3, 5-己三烯基態（ground state）的電子組態。（2分） (三)請寫出1, 3, 5-己三烯與順丁烯二酸酐（maleic anhydride）進行[6+2]環化加成反應的產物（注意立體化學）。（2分） (四)請解釋1, 3, 5-己三烯與順丁烯二酸酐進行[6+2]環化加成反應在熱化學上是不可行的（thermally forbidden），但是在照光之下是可行的（photochemically allowed）。（4分） (五)請寫出1, 3, 5-己三烯與順丁烯二酸酐進行狄爾斯阿德爾反應（Diels-Alder Reaction）的產物（注意立體化學）。（2分） (六)那兩位化學家因為前沿分子軌域（Frontier Molecular Orbitals）理論的研究而獲頒1981年的諾貝爾化學獎。（2分）
小題 (一)
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看到這題，首先確認1,3,5-己三烯為具有6個碳原子的共軛系統，因此會由6個 2p 軌域線性組合（LCAO）形成6個 π-分子軌域（π1至π6）。畫圖的關鍵在於「節面（Nodes）數量」，隨著能量由低至高（π1→π6），垂直節面數目依序由0增加至5，並利用分子對稱性（Symmetric/Antisymmetric）安排相位（波相正負）的反轉位置。
小題 (二)
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看到此題，首先確認 1,3,5-己三烯共軛系統中的 π 電子總數（6個）。接著依據構築原理與包立不相容原理，將這 6 個電子由低能階至高能階依序填入 π 分子軌域中，得出基態電子組態。
小題 (三)
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看到 [6+2] 環化加成，首先計算參與反應的 π 電子總數為 8 (4n 系統)。依據 Woodward-Hoffmann 規則，光化學條件下允許進行同面-同面 (supra-supra) 加成。解題時需精準對應原子位置，確認己三烯的 C1 與 C6 與順丁烯二酸酐形成八元環與內部共軛雙鍵，並確保順丁烯二酸酐原有的順式 (cis) 立體組態在產物中得以保留。
小題 (四)
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本題測驗前沿分子軌域（FMO）理論在環化加成反應中的應用。考生應先判定參與反應的總π電子數（6+2=8，屬4n系統），接著分別畫出（或在腦中推導）基態與激發態的HOMO與LUMO端點軌域相位，利用對稱性是否匹配來解釋熱禁阻與光允許的現象。
小題 (五)
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遇到 Diels-Alder 反應，先確認雙烯體（diene）與親雙烯體（dienophile）的反應部位。此處1,3,5-己三烯僅有四個碳參與 [4+2] 加成，未參與反應的末端雙鍵會成為六元環上的乙烯基取代基。接著套用「內型法則（Endo rule）」判斷立體化學，外側（outer）的乙烯基將與內型加成的酸酐基團在六元環上呈現同側（順式）。
小題 (六)
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這是一道化學史的常識記憶題。看到前沿分子軌域理論（FMO）與周環反應（如 Diels-Alder 反應），應立即聯想到提出 FMO 理論的日本化學家，以及提出軌域對稱守恆原理（Woodward-Hoffmann 規則）的美國化學家。