氢原子与原子结构
原子轨道
原子轨道是原子中单个电子的波函数——一个数学对象,当你取它大小的平方时,就告诉你在核周围每一点找到该电子的概率。那些熟悉的球形、哑铃形、四叶草形图样,不过是这份概率堆积之处的地图。每条轨道都由一组量子数确定,这组量子数钉死了它的能量、形状与朝向。
「轨道」(orbital)一词是经过斟酌的,为的是与较旧的「轨道」(orbit)一词划清界限。电子并不像行星绕太阳那样描出一条路径;它根本没有确定的轨迹。轨道所描述的,是一份概率的驻定图样,在三维中铺展开来,当电子处于稳态时不随时间改变。问电子此刻、在两次观测之间究竟在哪里,是理论拒绝回答的问题。
轨道是全部化学的构件。通过弄清有哪些轨道存在、每条能容纳多少电子,我们就能解释原子为何如此成键、元素周期表为何有那些列,以及为什么有些物质急于反应而另一些却安然不动。精确的轨道只对氢解出,但同样的形状经适当调整后,便成了每一种其他原子通用的工作词汇。
ψ_{nℓm}(r, θ, φ); |ψ|² = probability density of finding the electron
轨道是单电子波函数;其大小的平方就是电子可能所在之处。
那些色彩斑斓的轨道形状,是包住大部分概率的曲面,并非实心物体。电子云没有清晰的边缘——它只是在远离核处平滑地淡至近乎为零。
又称
另见