電子雲和原子軌道能夠描述電子的運動狀態嗎?
作者:由 畫一個故事 發表于 動漫時間:2022-03-19
那你覺得是什麼描述了電子的運動狀態,是量子數,還是波函式,或者其他的什麼。
描述電子的波函式是和其量子數有關的一個函式,比如下面這個是對多電子原子的一個近似,nlm是三個量子數,不考慮自旋,
是球座標。
詳見引用
機率密度函式是波函式的平方模量,把它視覺化就是電子雲,所以說電子雲可以形象化描述電子的運動狀態吧。
引用:
Wave function - Wikipedia
這個機率密度圖的意思描述的是在整個軌道週而復始的運作中,出現在某一位置區間的頻次,所以軌道已經是近似描述好的
我認為電子雲和原子軌道描述的應該是電子的運動範圍,算是運動狀態中的一部分。
電子雲,原子軌道,說到頭都是個機率密度。就是電子在空間中某個位置出現的機率。
我理解的運動狀態應該還有速度,自旋,能量,這些要由薛定諤方程中的主量子數,磁量子數和自旋量子數來描述,當然也與核電荷數有關。由於電子的運動具有隨機性和不連續性,我們不能用傳統意義上的速度概念來描述電子,只能說電子的能量/動量高或低,自旋方向是相對於某個基準電子相同還是相反。主量子數和磁量子數都與電子能量有關,涉及到成鍵時,角量子數不同的軌道能量也不同。
牛頓力學中,物體的運動狀態由物體在任意時刻的速度和位置決定。但是到了電子,這一套就不管用了,所以只能退而求其次給出 一個速度處在某一區間內的電子 的位置區間。就是所謂的電子雲。