氫原子與原子結構
原子軌道
原子軌道是原子中單個電子的波函數——一個數學物件,當你取它大小的平方時,就告訴你在核周圍每一點找到該電子的概率。那些熟悉的球形、啞鈴形、四葉草形圖樣,不過是這份概率堆積之處的地圖。每條軌道都由一組量子數確定,這組量子數釘死了它的能量、形狀與朝向。
「軌域」(orbital)一詞是經過斟酌的,為的是與較舊的「軌道」(orbit)一詞劃清界限。電子並不像行星繞太陽那樣描出一條路徑;它根本沒有確定的軌跡。軌域所描述的,是一份概率的駐定圖樣,在三維中鋪展開來,當電子處於穩態時不隨時間改變。問電子此刻、在兩次觀測之間究竟在哪裡,是理論拒絕回答的問題。
軌域是全部化學的構件。通過弄清有哪些軌域存在、每條能容納多少電子,我們就能解釋原子為何如此成鍵、元素週期表為何有那些列,以及為什麼有些物質急於反應而另一些卻安然不動。精確的軌域只對氫解出,但同樣的形狀經適當調整後,便成了每一種其他原子通用的工作詞彙。
ψ_{nℓm}(r, θ, φ); |ψ|² = probability density of finding the electron
軌域是單電子波函數;其大小的平方就是電子可能所在之處。
那些色彩斑斕的軌域形狀,是包住大部分概率的曲面,並非實心物體。電子雲沒有清晰的邊緣——它只是在遠離核處平滑地淡至近乎為零。
又稱
另見