关于电子轨道 电子结构问题普通化学电子结构一章 书中单电子轨道为什么会有 2S 2P.轨道 单电子不是氢么 不是只有1S

1S 是单电子原子（如H、D、T）或阳离子（如He+）的基态电子轨道,如果体系被激发到高能的激发态,这个电子就可以进入2S、2P等轨道,此时1S轨道是空的.电子轨道本身是不严谨的概念,确切的说应该是电子轨函或者电子波函数的基函数.如果你刚学到普通化学,应该还是大一或者高中奥赛的水平,要理解清楚比较困难.需要学习 球谐函数（球谐级数） 以及量子力学/量子化学的初步知识才能充分理解.这里我简单的说说,但你看过可能还是如入五里云雾之中：电子本身所处的状态是量子叠加态,它可以被描述成不同量子本征态的线性叠加,所谓本征态,对于单原子核无外场体系来说就是2S、2Px、2Py等等“轨道”或“基函数”.确切的说是 球对称库仑力场体系（对称中心即原子核）的基函数组是球谐函数族,参见所附图片中的网址,对照球谐函数表——球谐函数径向参数l=0的时候,电子离中心最近,能量最低,此时有一个函数；球谐函数径向参数l=1的时候,电子离中心稍远,能量稍高,此时有三个不同函数；球谐函数径向参数l=2的时候,电子离中心更远,能量更高,此时有五个不同函数；…… 事实上,原子物理里面的 l、m 就来自球谐函数族的数学记号 l、m量子叠加态在被观测的时候就会坍缩到本征态（坍缩这个概念在量子力学中非常重要）：如果叠加态本身就是100%的2S态,那么坍缩的时候就100%概率落入2S本征态；如果是2Px、2Py、2Pz 各33.3…%线性叠加的,那么就有各1/3的概率坍缩到三个态.用你现在能理解的话来打个比方：空间直角坐标系中有一个点(1, 2, 3),坍缩就是将这个点向某根坐标轴投影,一次坍缩只能向某一根坐标轴投影,具体向哪一根轴投影是随机的,但随机的概率分布取决于相应那个系数,比如上面的(1, 2, 3) “向x轴投影的概率”就应该是1/6所以,电子在原子核周围的分布状态在未坍缩前本身就不是某个轨道电子云的“形状”,更不用提多个电子每个电子都处于一个叠加态,还要把多个叠加态叠加的“形状”了.而且量子力学会告诉你,多电子互相之间还会影响分布,这就进一步改变了“形状”.至于 3Dzz 轨道电子云的形状为什么比较奇怪,打个比方就好比正交投影xyz坐标系,x和z坐标轴（基）是1:1,看起来对称；但斜放的y坐标轴（基）长度缩短且倾斜放置,直观的看似乎和x、z轴（基）有区别,但我们都知道这只不过是视角的问题.