题目
类氢离子体系,所有原子轨道的径向函数 R nl (r)在 r=0 处为极大值A. 正确B. 错误
类氢离子体系,所有原子轨道的径向函数 R nl (r)在 r=0 处为极大值
A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
B. 错误
解析
考查要点:本题主要考查对类氢离子体系中原子轨道径向函数在原子核处(r=0)行为的理解,特别是不同角动量量子数$l$对应的径向函数特性。
解题核心思路:
- 径向函数的形式:类氢离子的径向函数$R_{nl}(r)$包含$r^l$因子,当$l \geq 1$时,$r=0$处函数值为0;而$l=0$(s轨道)时,$r=0$处为极大值。
- 关键结论:题目中“所有原子轨道”包含$l \geq 1$的情况(如p、d轨道),因此命题不成立。
破题关键点:
- 明确不同$l$值对径向函数在$r=0$处的影响,尤其注意$r^l$因子导致$l \geq 1$时函数值为0。
类氢离子的径向函数$R_{nl}(r)$一般形式为:
$R_{nl}(r) = \left( \text{多项式} \right) \cdot e^{-r/(na)} \cdot r^l$
其中$r^l$因子由角动量量子数$l$决定。
-
当$l=0$(s轨道)时:
- $r^l = r^0 = 1$,径向函数不含$r$的多项式因子。
- 例如,1s轨道的径向函数为$R_{10}(r) = \frac{2}{a^{3/2}} e^{-r/a}$,在$r=0$处取得最大值。
-
当$l \geq 1$(p、d等轨道)时:
- $r^l$因子导致$r=0$处函数值为0。
- 例如,2p轨道的径向函数为$R_{21}(r) = \frac{1}{2\sqrt{6}a^{3/2}} \cdot r e^{-r/(2a)}$,在$r=0$处值为0。
结论:
题目中“所有原子轨道”包含$l \geq 1$的情况,因此命题错误。