概念辨析：电子云及原子轨道

概念辨析：电子云及原子轨道

电子云和原子轨道是化学中描述原子结构的重要概念。电子云不是实际存在的云，而是电子在原子核外空间出现的概率密度分布图。原子轨道则描述了电子在原子核外的空间运动状态。

电子云

电子云不是云，是概率分布图。电子云是电子在原子核外空间出现的概率密度分布图。它不是实际的电子，可以理解为电子可能出现的概率轨迹。

电子云轮廓图是电子在原子核外空间出现概率为90% 的空间圈出来，即电子云轮廓图。实际是指，电子大概率会出现的空间区域。我们只能知道电子可能会出现在一片区域，至于某个瞬间，电子出现在这片区域哪一个具体位置，我们不知道；电子何时会出现在下一个位置点，我们也不知道。

我们无法预测电子即将出现在某个点的时刻。
我们无法预测某时刻电子的运动轨迹。
实际上，我们对于微观世界的理解，非常非常有限。

当我们对如此尺度的空间进行探索、对如此尺度的物质进行研究，最好用的工具其实是数学。普通的实验工具，对于电子来讲，都显得过于巨大，而数学思想可以无穷小，也可以无穷大，它可以打破尺度的概念。

原子轨道

量子力学里，把电子在原子核外的一个空间运动状态 称为一个原子轨道。

原子轨道的本质是电子可能会出现的区域。具体而言，原子轨道是在环绕着一个原子的许多电子（ 电子云 ）中，个别电子可能的量子态 ，并以轨道波函数描述。它大约可以被函数所描述的规律，来大致预测它可能的区域，以及计算出它可能出现的区域的位置坐标。工具一般是薛定谔方程。原子轨道是单电子 薛定谔方程的合理解 ψ (x,y,z)。

原子轨道是有形状的：
s 轨道电子的电子云轮廓图是球形；
p 轨道电子的电子云轮廓图呈对称的哑铃型，有 3 个互相垂直的延伸方向；
d 轨道电子的电子云轮廓图呈花瓣形，有 5 个延伸方向；
f 轨道电子云更加复杂，有 7 个延伸方向。

Tips：任意能层中的轨道数 = 能层数的平方