氢元素的原子可不止一种,到2019年发现了氕氘氚这三种氢原子。
氕(H),就只有1个质子和1个电子,没有中子。氘(D),是1个质子、1个中子还有1个电子。氚(T)则是1个质子、2个中子和1个电子。
氢原子就一个质子和一个电子,是个简单的二体系统。系统里的作用力就和这二者之间的距离有关,是反平方有心力,不用再对这个系统进行理想化或者简单化啦。
描述这个系统的(非相对论性的)薛定谔方程是有解析解的,就是说答案能用有限的常见函数来表示。满足这个薛定谔方程的波函数能把电子的量子行为完全描述出来。
还有,氢原子的能级取决于n、l、m这三个整数。n能取所有自然数,从0到无穷大。确定了n的值后,l能衡量量子态的角动量,它能取的值是l = 0, 1, …, n - 1。对于确定的l,m的取值范围是m = -l, -l + 1, …, l - 1, l。可以把m当成是刻画氢原子方向的。
拿n = 3来说,这时候l能有3个值:l = 0, 1, 2。当l = 2时,m能取-2, -1, 0, 1, 2这5个值,就代表5个量子态。一般来说,对于给定的l,m能取2l + 1个值。l = 1的时候,m能取-1, 0, 1这3个值,代表3个量子态。l = 0的时候,就只有m = 0这一个量子态。所以n = 3的时候,总共就有5 + 3 + 1 = 9个量子态。要是懂点数学的话,就能推出对于任意的n,一共有n?个不同的量子态或者能级。参考资料是百度百科 - 氢原子
氕(H),就只有1个质子和1个电子,没有中子。氘(D),是1个质子、1个中子还有1个电子。氚(T)则是1个质子、2个中子和1个电子。
氢原子就一个质子和一个电子,是个简单的二体系统。系统里的作用力就和这二者之间的距离有关,是反平方有心力,不用再对这个系统进行理想化或者简单化啦。
描述这个系统的(非相对论性的)薛定谔方程是有解析解的,就是说答案能用有限的常见函数来表示。满足这个薛定谔方程的波函数能把电子的量子行为完全描述出来。
还有,氢原子的能级取决于n、l、m这三个整数。n能取所有自然数,从0到无穷大。确定了n的值后,l能衡量量子态的角动量,它能取的值是l = 0, 1, …, n - 1。对于确定的l,m的取值范围是m = -l, -l + 1, …, l - 1, l。可以把m当成是刻画氢原子方向的。
拿n = 3来说,这时候l能有3个值:l = 0, 1, 2。当l = 2时,m能取-2, -1, 0, 1, 2这5个值,就代表5个量子态。一般来说,对于给定的l,m能取2l + 1个值。l = 1的时候,m能取-1, 0, 1这3个值,代表3个量子态。l = 0的时候,就只有m = 0这一个量子态。所以n = 3的时候,总共就有5 + 3 + 1 = 9个量子态。要是懂点数学的话,就能推出对于任意的n,一共有n?个不同的量子态或者能级。参考资料是百度百科 - 氢原子