Question

电子在原子中是怎么运动的？

Answer 1

核外电子的运动状态可以通过量子力学中的波函数来描述，波函数包含了电子在不同位置和动量上的概率分布。电子在原子中不是像行星绕太阳那样按着确定的轨道运动，而是处于一种概率云的状态。
在波函数的描述下，电子的空间运动状态是由其在原子轨道中的概率分布来表示的。这个概率分布描述了电子在不同位置出现的可能性大小。通常，我们使用原子轨道的形状来表征电子在空间中的分布，例如s轨道是球形对称的，p轨道则有3个方向的双叶形态。
电子的动量状态也由波函数来描述，这涉及到电子的波动性。动量与波函数的波数（即波长的倒数）之间有关联。波函数越局域，电子的动量越确定；波函数越展宽，电子的动量越不确定。
在原子中，电子的运动状态是由量子力学的薛定谔方程来决定的。薛定谔方程描述了电子的波函数随时间的演化，从而揭示了电子在原子中的运动行为。这种描述的结果给出了一系列能级，对应于不同的电子状态，如1s、2s、2p等。每个能级又可以容纳一定数量的电子，符合电子排布的一些规则，如泡利不相容原理和洪特规则等。