p 軌道的重疊怎麼理解?

時間 2021-06-05 15:47:42

1樓:陳晉強

看你的標籤我就當成是本科物化課上聽來的,那麼書上有寫的內容我就不複述了,具體參考 @Hireath 。

本著糾正偽化生一貫的只知影象不求甚解的不良習慣的考量,我盡可能數理一點解釋這個問題。

首先是p軌道,麻煩改叫它軌函,它是對類氫原子的電子運動波函式的乙個本徵解——而這個解也是以乙個波函式的形式表達出來的。這個波函式有三個引數(不考慮電子自旋),這三個引數就是書上告訴你的三個所謂的「量子數」,其中乙個引數與軌道角動量相關,當這個引數的值是1的時候,這個解對應的電子軌函就是你說的p軌道了。

第二是怎麼去理解這個所謂的p軌函這個函式。既然它是函式了那肯定有自變數了(別和剛剛的三個量子數搞混了,那不一樣,差不多就是f(x)=ax^2的a與x的區別),這自變數其實就是實空間的座標,出於對稱性的考慮我們會使用球座標。然後這個函式是什麼意思呢,你給乙個座標,它會有乙個值,這個值的平方越大,那電子與核滿足這個座標關係的概率就越大,通俗來說就是電子出現在該點的可能性越大。

但是不用太管這些,處理波函式的時候閉嘴算就行了,物理意義什麼的算完再說。

第三就是拓展到多電子原子體系的情況,我們用類氫原子的精確解去弄乙個猜測解,具體怎麼做的有興趣自己翻翻變分法與微擾法吧。反正最後的猜測解形式與原來的差不多,軌道角動量相關的那個量子數為1的時候,解出來的軌函一樣叫p軌函。

第四,所謂重疊。首先你得有兩個不同的p軌函才能重疊。通常來說是指兩個不同原子的p軌函而不是單個原子上的p軌函(主量子數一樣的時候這樣的p軌函有三個應該記得吧)。

後者的話在類氫原子上是兩個完全正交的解,它們之間沒有任何相互作用。在嚴格考慮的多電子原子情形下則是有個電子相互作用項,具體不展開了。前者,也就是通常情況下的所謂「重疊」,與後者不太一樣,主要的貢獻項是另乙個原子核帶來的庫倫力的影響。

你的條件變了原來的解就不適用了對不對,但你還要把解弄出來搞清楚電子後來怎麼樣了啊。於是你可以用變分法把原來的兩個解線性組合一下,duang,你得到了兩個新的特徵解,而這個解本身也是函式,也能對應新的電子雲影象。

總結就是"p軌函的重疊「即「用變分法對兩個原子上角量子數為1的電子軌函進行線性組合求出新的軌函」

2樓:久月

不知道題主知道些什麼,所以就隨便講講好了。

首先,p殼層有三個軌道:Px 、Py、Pz參與重疊的原子軌道必須滿足:

1、能量近似原則,即參與重疊的原子軌道的能量要相近;

2、對稱性原則,即參與重疊的原子軌道,對稱性要匹配;

例如:pz原子軌道與另1個原子的px原子軌道對稱性相符,但px與py或pz原子軌道對稱性不相符,不能有效重疊;

3、軌道最大重疊原則,即參與重疊的原子軌道在可能的情況下,採用波函式角度部分最大處重疊。

Px軌道之間的重疊為「頭碰頭」σ鍵

Py軌道之間的重疊為「肩並肩」重疊,所形成的是π鍵。

如果有問題請大佬指正,軌道理論有點忘了.......

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