每日科技名词|原子轨道

来源：全国科学技术名词审定委员会 原子轨道 atomic orbital 定义：在单电子近似意义下原子中单个电子的状态。以自由类氢原子的原子轨道ѱ为例： 其中Rnl（r）是其径向部分，球谐函数Ylm（θ，ϕ）是其角向部分，n和l分别为主量子数和角量子数。 学科：化学_物理化学_物质结构、理论和计算化学 相关名词：原子轨道能级 原子轨道轮廓图 图片来源：视觉中国 【延伸阅读】 大家知道，电子具有波粒二象性，所以原子中电子的运动服从量子力学的规律。不确定性原理（这是量子力学的一个重要原则）指出，不可能把一个电子的位置和能量同时准确地测定出来，这是由电子同时具有微粒性及波性双重性质所决定的。人们只能描述电子在某一位置出现的概率，在高概率区域内找到电子的机会，总比在低概率区域内找到电子的机会要多。 我们可以把电子的概率分布看作一团带负电荷的“云”，称之为电子云。在高概率区域内，电子云的云层较厚；在低概率区域内，电子云的云层较薄。云的形状反映了电子的运动状态。 量子力学认为，原子中每个稳态电子的运动状态都可以用一个单电子的波函数ѱ（γ, θ, ϕ）来描述，ѱ称为原子轨道，因此电子云的形状也可以表达为轨道的形状。波函数ѱ2物理意义是在原子核周围的小体积之内电子出现的概率。ѱ2越大，在小体积之内出现的概率也就越大。假如计算很多很多这种距离不同的小体积之内电子出现的概率，用密度不同的点来表示计算数值的大小，并把这些点放在与之相对应的这些小体积之内，就得到了电子云的图案。 另外，原子核外电子按照一定的规律进行排布，可以总结如下：1.每个轨道最多只能容纳两个电子，且自旋相反配对；2.原子轨道离核愈近，受核的静电吸引力愈大，能量也愈低，电子尽可能占据能量最低的轨道；3.有几个简并轨道（能量相等的轨道）而又无足够的电子填充时，必须在几个简并轨道逐一地填充一个自旋平行的电子之后，才能容纳第二个电子。 各电子层的轨道内完全充满电子之后，原子的电子构型才是稳定的，例如氦、氖为稀有气体，在常温常压下，它们是无色无味的单原子气体，很难进行化学反应。具有电子不充满的构型是不稳定的，因此，原子必须进行反应使电子充满轨道，使电子配对成键，以达到稳定的电子构型，使原子结合成为稳定的分子。 责任编辑：张鹏辉