电子轨道的杂化是否对应于电子波函数的乘法?

时间:2021-06-10 09:10:49   作者:
不。杂化始于波振幅线性组合的概念,所以这个过程应该是可加的。但有一个问题,如果我们以sp3轨道为例,s2p2轨道有两个径向节点和两个角节点,而sp3轨道必然有三个角节点和一个径向节点。对于经典力学中的中心场运动,包括量子力学所依赖的拉格朗日力学,具有不同角动量的状态之间的能量没有差异,但这不适用于电子运动在每个周期有多个动作量子的原子轨道(即n > 1)。通常对这一现象的解释涉及屏蔽缺陷。我碰巧不同意这一点,并认为基态轨道从来没有完整的径向节点(这解释了电子如何在不经过0的情况下从+振幅到-振幅),而且为了避免Pauli原理的问题,它们是线性组合的复合波。这种组合消除了整个径向节点,因此改变了状态的能量。

如果你接受这一点,你现在有非线性项,在形成杂化轨道,因为两个波函数的能量和周期性质是不同的。它变得有点复杂,对于n是奇数的元素一个相当小的项变成非常大的项。这就是为什么像Si-Si或Si-H这样的键比它们的碳键要弱得多,而不是比类似于锗的键强得多。因此,你可以得到各种杂化的分析关系,可以给出非常可接受的计算值,尽管对于Si=Si类型的键需要第三种类型的键,因为Si在形成平面键时有很大的能量问题。
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