表示原子轨道特征应用几个量子数？ 第1页

很多人都以为表示原子轨道特征需要用到4个量子数，毕竟在课本上学了4个量子数nmsl。

但是，实际上，表示原子轨道特征只需要3个量子数就行了！表示单个轨道电子的状态才需要用到全部4个。4个量子数分别为：主量子数、角量子数、磁量子数和自旋量子数。它们的提出历史可以参见我以前的回答

之前有另一位朋友看课本时，发现课本上说表示原子轨道只需要3个量子数就可以了，他不明白，我帮他解答了。

表示原子轨道特征只需要用前三个就行了，也就是：主量子数、角量子数和磁量子数。求解薛定谔方程可以得到原子轨道，但是你只能得到这三个量子数，而没法得到自旋量子数！究其原因，是因为薛定谔方程并没有考虑电子自旋。

很多不懂装懂的人都喜欢口口声声提及薛定谔方程，总是说如果未来计算能力足够强了，通过求解薛定谔方程就能获得一切的信息了。错，大错特错。我不讨论“计算能力足够强”这件事，单是认为求解薛定谔方程就能获得所有信息就是不对的。

薛定谔方程没有考虑以下两个因素：

1. 电子自旋。这也是为什么求解薛定谔方程没法获得自旋量子数。自旋量子数的提出，是由于施特恩－格拉赫实验。
2. 相对论效应。薛定谔方程是非相对论性方程，对于相对论效应明显的原子（比如说Pb）是永远都不可能精确求解的。

考虑了自旋和相对论的方程叫做狄拉克方程。

总结：表示原子轨道特征使用3个量子数：主量子数、角量子数和磁量子数 就可以了。表示轨道电子特征才需要用到所有的量子数（4个）。