d 轨道与 p 轨道波函数图像中的正负号有什么意义?

[图片] [图片] [图片] 作为一个本科化学狗,我知道不了解这个没什么大不了,可我就是想知道
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正负号指的就是波函数的值啊,正号处为正值负号处为负值。

正负号的意义可大了!它表明了该轨道波函数的对称性。所以你看d轨道(L=2)是 g 对称性的(中心对称),而p轨道(L=1)是 u 对称性的(中心反对称)。

对称性在成键和光谱选律中起到决定性作用。

比如原子轨道跃迁,你知道选律是 \Delta L =\pm 1 。为啥嘞?因为角动量为奇数的原子轨道都是 u 对称性,角动量为偶数的原子轨道都是 g 对称性。而跃迁矩积分(transition dipole) \langle \psi_f|\mu|\psi_i\rangle 得不为零,跃迁才能发生啊!偶极矩 \mu 是 u 对称性的,这就意味着初态和终态的轨道必须分属 g 和 u 对称性,整个积分才是 g 对称性的。(中心对称为偶函数,全空间积分非零;中心反对称就是奇函数,全空间积分为0)。eg: 靠单光子,是不可能把氢原子的电子从1s轨道激发到2s轨道的。

比如成键。举个例子——一氧化碳配位金属原子里配位键吧。

正号区域要和正号区域重叠,负号区域要和负号区域重叠。

因为成键的本质上是两个电子波函数叠加,也就是 \psi_1 + \psi_2 。好嘛,要是把一个波函数的正值部分加到另一个的负值部分上面去,那不都抵消了么,还成个毛线键!

正负?明明是从复数简化下来的……波函数和电磁波一样,都存在一个复相位。

不巧在非相对论近似(不用旋轨耦合)下,相位是可以实数化的,因此只有+和-两种相位