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反結合性軌道の意味について
A-Tanakaの回答
- A-Tanaka
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反結合性軌道とは、電子のスピンに影響して生じる軌道のことです。よって、結合性軌道の時のみ、原子(分子)間で結合が行われず、反結合性軌道の場合には、原子(分子)間における結合が行われるということです。 ここからは量子力学的になりますが、すこしだけ噛み砕いて説明してみましょう。電子が原子核周辺に存在するとき、ある確率事象ないしある存在確率で電子軌道を形成します。これを相対論的に書き直されたシュレディンガー方程式であるディラック方程式によって記述されます。 このディラック方程式及び実験結果(異常ゼーマン効果)からの帰結によれば、電子はフェルミ統計に従うため、半整数のスピンを持ちます。さて、全ての核子はその結合規則によって、ボーズ・アインシュタイン統計か、フェルミ統計に従います。フェルミ統計の場合には、反対称状態のみが許されることになります。よって、反結合軌道の場合には、反対称状態のスピンを持つ電子軌道同士が結合するため、あのような分子結合が行われるのです。 つまり、同じ軌道間での結合は電子軌道の稠密性によって決まり、同じように別の軌道間での結合も電子軌道の稠密性によるわけです。 それに対して、核子間の結合は対称性軌道によるわけですから、同じ陽子同士の結合は出来ず、中性子をはさんで結合が行われることになるわけなのです。
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