原子轨道的复波函数和实波函数表示

摘要

复波函数表示所描述的电子运动状态是主量子数n、轨道角量子数1和磁量子数m都有确定值的原子轨道波函数;而实波函数(除m=0的状态以外)表示所描述的电子运动状态是n、l有确定值,m无确定值的原子轨道波函数.(?)n、l、m和(?)n、l、|m|所代表的状态,是不一样的.因此,认为n=2,1=1,m=+1,-1的状态波函数(?)211、(?)21(?)、即相应于(?)2p_x(?)2p_y是错误的.它们两者是互为线性组合的结果.原子轨道是现代化学中最基本的概念之一.近年来,这一概念在现代化学中已被广泛应用,甚至在中学化学教学中的地位也日趋重要.然而,目前在不少化学工作者中,对这一基本概念的了解和运用还远不是完全正确的.例如,对于原子轨道的复波函数和实波函数的表示上,在某些教材和书籍中,或者含糊不清不予说明,或者运用混乱和错误,[3]、[4]给教学造成了很多困难.本文就这个问题予以说明并加以讨论.在氢原子或类氢离子的Schrǒdinger方程的解中,有复函数形式和实函数形式两种.在物理学中多采用复波函数形式,而在化学中却常采用实波函数形式,它们之间有什么联系和区别,这些问题涉及到原子轨道波函数概念的理解和它在化学中的正确应用.