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磁量子数m=0的轨道都是球形对称的轨道。 A. 正确 B. 错误

磁量子数m=0的轨道都是球形对称的轨道。 A. 正确 B. 错误

答案:B. 错误

原子轨道的球形对称性由角量子数 l 决定,而非磁量子数 m。当 l=0(即s轨道)时,无论主量子数 n 如何(如1s、2s、3s),轨道都是球形对称的,因为此时波函数的角度部分与方向无关。而磁量子数 m 的作用是描述轨道在空间的伸展方向,其取值范围为 l+l,与形状无关。

例如,p轨道l=1)的磁量子数 m 可取值0、±1,其中 m=0 的p轨道(pz)呈哑铃形,沿z轴伸展,并非球形对称。同样,d轨道(l=2)中 m=0 的轨道(dz²)呈花瓣形与环形的组合,也不具备球形对称性。因此,仅当 l=0 时轨道才是球形对称的,m=0 不是判断球形对称的标准

这一误解可能源于s轨道的 l=0m=0 取值恰好重合,但混淆了两者的物理意义:角量子数决定“形状”,磁量子数决定“方向”。即使某些非s轨道的 m=0(如pz、dz²),其形状仍由 l 决定,与球形相去甚远。

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