金属化合物中的键合
尽管我们仍在努力改进键合的定量描述，但我们对于金属化合物中键合的基本特点已经有了较好的了解。需要指出的是，键合的讨论并不取决于(h5-C5H5)2M化合物中环的旋转方位（交错或覆盖），这个问题尚未明确解决。实验证据表明，覆盖结构可能更稳定，但在凝聚相中，无论是哪种结构都存在与屏障相似或更大的分子间能量。
在LCAO-MO近似方法中，我们可以较好地处理键合情况。半定量的能级图如图23-8所示。每个C5H5环具有五个兀MO，包括一个强成键轨道(a)、一对简并的弱成键轨道(e1)和一对简并的反键轨道(e2)，如图23-9所示。每对环共有十个兀轨道，如果假设具有D5d对称性，在(h5-C5H5)2M分子中存在一个对称中心，它们将是中心对称(g)和反对称(u)的组合。图23-8的左侧显示了原始的一组轨道，右侧显示了铁原子的价电子层(3d、48、4p)轨道。中间是环的兀轨道和铁原子的价电子轨道之间的相互作用生成的MO。
(h5-C5H5)2Fe提供了18个价电子，每个C5H5环贡献了五个兀电子，而铁原子贡献了八个价电子。可以看到，MO图中有九个成键或非键的MO和十个反键轨道。因此，18个电子正好填满成键和非键MO，形成一个闭合的结构。由于占据的轨道要么是a型（对称于五重分子轴），要么是一对e1或e2型（对称于该轴），可以确定它们没有因内旋转而产生的内部屏障。观察到的低屏障可以认为是由于环间的范德华引力引起的。
从图23-8可以看出，主要的键合作用是产生强的成键轨道e1g和强的反键轨道e1g。为了给出关于环和金属轨道如何重叠的具体例子，图23-10说明了这种特殊作用的本质。由于e1型兀轨道（dxz和dyz）与e1型环的兀轨道有良好的重叠，因此这种特殊作用通常是最重要的，这在图23-10中清楚地表示出来。
离子型化合物：如前所述，环戊二烯是一个弱酸，可以解离成H+和五边形离子C5H-5。C5H-5离子与电正性很强的金属阳离子结合，形成离子化合物，通常称为环戊二烯化合物。一些主要的例子包括由碱金属产生的MC5H5、碱土金属产生的M(C5H5)2、镧系锕系产生的M(C5H5)3以及铕产生的Eu(C5H5)2。由于Mn(II)中仍保留着自旋六重态d5的结构，并且Mn(C5H5)2具有强的抗铁磁性，因此它类似于其他离子键化合物MnX2，也是离子型的。离子型环戊二烯化合物在空气和水中非常活泼，在四氢呋喃中与FeCl2反应生成二茂铁。
一些离子型M(C5H5)2化合物具有夹心结构，这并不奇怪，因为这种排列在静电上是最有利的。在环戊二烯基金属体系中，空间结构并不是判断键型的标准。例如，Be(C5H5)2化合物具有一个有趣的非对称夹心结构（23-XIV），其中Be原子可能在两个位置之间振动。由于Be原子半径很小，即使在与两个C5H5环之间非常接近的距离，Be原子也不能同时与两个环形成键。
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