Fe: 3d64s2 9个原子轨道
4p e1u 4p a2u
e2u e2g
g : 中心对称 gerad u : 非中心对称 ungerad a ：非简并 e: 二重简并
3d a1g
3dz2 3dx2-y2, 3dxy, (e2g) 3dyz, 3dzx, (e1g)
e1g e1u a2u a1g
10个π轨道 e1u e1g a2u a1g
这些轨道的正负区域及节面数可表示如下:
图中红色虚线表示分子的节面，因此，按照轨道(图 形)的对称性，这五条分子轨道可分为三类: 一类没有节面 ，第二类是有一个节面的简并轨道，第三类是有两个节面 的简并轨道。显然这些轨道的能级随节面的增多而升高。
然后，我们将两个环戊二烯基环的一共十条p轨道组合成 十条配体群轨道。例如按照对称性匹配的原则，第一个环中的 轨道和第二个环中的轨道可以线性地组成合二条配体群轨道a1g 和a2u(g表示中心对称, u表示中心反对称)。
+ + + + + + + 
+
a1g
+ + +
+ +
+ + +
+ +
+
a 2u
用同样方法可以得到其他八条分子轨道。 最后，由环戊二烯基的配体群轨道与 Fe 原子的价电子轨 道，按对称性匹配原则组合成成二茂铁的分子轨道，
Cp能级 Cp轨道对称性 Cp的分子轨道 Fe的原子轨道 Cp2Fe的分子轨道
反键MO (e2)
3dz 2
a1g
x2-y2 xy
弱成键简并MO (e1)
4个3d yz xz 2个4p
强成键MO (a)
1个4p
4s
二茂铁分子轨道
两个Cp配体轨道群
10条原子轨道 (错位 D5d) e﹡ 2g a﹡ 2u e﹡ 1u e2u e﹡ 1g a﹡ 1g a1g e2g
4s a1g
铁原子轨道
下面我们将用分子轨道理论来讨论它的化学键问 题。
根据二茂铁的结构，铁与环间的距离较远 (166pm)，因此，(每个)环上的C原子之间的作用 超过了C与Fe原子间的作用，因此二茂铁的分子 轨道可以按下面的顺序进行组合。
首先是组成环戊二烯基的非定域分子轨道。 由于环戊二烯基含有垂直于碳原子平面的五条 p 轨道，由这五条p轨道可以线性地组成五条非定域p 轨道。
18个电子分别进入8个成 键轨道和一个非键轨道
8对 成键轨道 / 反键轨道 3个非键轨道（1个用于成键；2个在反键）