分子轨道(molecular orbital)和原子轨道(atomic orbital)的区别

分子轨道和原子轨道的关键区别在于，原子轨道描述的是原子中找到电子的概率很高的位置，而分子轨道描述的是分子中电子的可能位置。

利用薛定谔、海森堡和保罗·狄拉克提出的新理论，人们以一种新的方式来理解分子中的键合。当量子力学与他们的发现结合在一起时，人们发现电子既有粒子特性又有波特性。基于此，薛定谔发展了方程来发现电子的波动性质，并提出了波动方程和波函数。波函数（Ψ）对应于电子的不同状态。

什么是分子轨道(a molecular orbital)？

原子结合在一起形成分子。当两个原子靠得更近形成一个分子时，原子轨道重叠并结合成分子轨道。新形成的分子轨道数等于组合原子轨道数。此外，分子轨道环绕着两个原子核，电子可以绕着两个原子核移动。与原子轨道类似，分子轨道最多包含2个自旋相反的电子。

分子轨道(molecular orbital)和原子轨道(atomic orbital)的区别

图01：分子中的分子轨道

此外，分子轨道有两种类型：成键分子轨道和反键分子轨道。成键分子轨道包含基态电子，而反键分子轨道不包含基态电子。此外，如果分子处于激发态，电子可能占据反键轨道。

什么是原子轨道(an atomic orbital)？

在薛定谔提出波函数Ψ2平方的理论后，马克斯·伯恩指出了波函数平方的物理意义。根据Born的说法，Ψ2表示在特定位置找到电子的概率；如果Ψ2是一个很大的值，那么在这个空间中找到电子的概率就更高。因此，在空间中，电子的概率密度很大。然而，如果Ψ2较低，则电子几率密度较低。Ψ2在x，y，z轴上的曲线图显示了这些概率，它们呈s，p，d和f轨道的形状。我们称之为原子轨道。

图02：不同的原子轨道

此外，我们将原子轨道定义为在原子中找到电子的概率很大的空间区域。我们可以用量子数来描述这些轨道，每个原子轨道可以容纳两个自旋相反的电子。例如，当我们写电子组态时，我们把它写成1s2，2s2，2p6，3s2。1，2，3….n整数值是量子数。轨道名称后的上标表示该轨道中的电子数。s轨道为球形，较小，P轨道为哑铃形，有两个叶瓣。这里，一个是正的，另一个是负的。另外，两个叶瓣互相接触的地方就是节点。有3个p轨道，如x，y和z，它们在空间中的排列方式是它们的轴相互垂直。

有5个d轨道和7个f轨道，形状不同。因此，下面是一个轨道上可以存在的电子总数。