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表示原子轨道特征应用几个量子数? 第1页

  

user avatar   phosphates-30 网友的相关建议: 
      

很多人都以为表示原子轨道特征需要用到4个量子数,毕竟在课本上学了4个量子数nmsl。

但是,实际上,表示原子轨道特征只需要3个量子数就行了!表示单个轨道电子的状态才需要用到全部4个。4个量子数分别为:主量子数、角量子数、磁量子数和自旋量子数。它们的提出历史可以参见我以前的回答

之前有另一位朋友看课本时,发现课本上说表示原子轨道只需要3个量子数就可以了,他不明白,我帮他解答了。

表示原子轨道特征只需要用前三个就行了,也就是:主量子数、角量子数和磁量子数。求解薛定谔方程可以得到原子轨道,但是你只能得到这三个量子数,而没法得到自旋量子数!究其原因,是因为薛定谔方程并没有考虑电子自旋。

很多不懂装懂的人都喜欢口口声声提及薛定谔方程,总是说如果未来计算能力足够强了,通过求解薛定谔方程就能获得一切的信息了。错,大错特错。我不讨论“计算能力足够强”这件事,单是认为求解薛定谔方程就能获得所有信息就是不对的。

薛定谔方程没有考虑以下两个因素:

  1. 电子自旋。这也是为什么求解薛定谔方程没法获得自旋量子数。自旋量子数的提出,是由于施特恩-格拉赫实验。
  2. 相对论效应。薛定谔方程是非相对论性方程,对于相对论效应明显的原子(比如说Pb)是永远都不可能精确求解的。

考虑了自旋和相对论的方程叫做狄拉克方程。

总结:表示原子轨道特征使用3个量子数:主量子数、角量子数和磁量子数 就可以了。表示轨道电子特征才需要用到所有的量子数(4个)。




  

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