雀形目鸦科鹊属的 1种。又名鹊。除中、南美洲与大洋洲外,几遍布世界各大陆。在中国,除草原和荒漠地区外,见于全国各地,有4个亚种,均为当地的留鸟。 外形似鸦,但具长尾。体长435~460毫米。除腹部及肩部外,通体黑色并发蓝绿色的金属光泽;翅短圆;尾远较翅长,呈楔形;嘴、腿、脚纯黑色。雌雄羽色相似。幼鸟羽色似成鸟,但黑羽部分染有褐色,金属光泽也不显著。 栖息于阔叶林内,在旷野和田间觅食,尤喜在居民点附近活动。除秋季结成小群外,全年大多成对生活。鸣声宏亮。杂食性,繁殖期捕食蝗虫、蝼蛄、地老虎、金龟甲、蛾类幼虫以及蛙类等小型动物,也盗食其他鸟类的卵和雏鸟,也吃瓜果、谷物、植物种子等。在高树、烟囱、输电铁塔上营巢,由雌雄共同筑造。巢呈球状,以枯枝编成,内壁填以厚层泥土,内衬草叶、棉絮、兽毛、羽毛等,每年将旧巢添加新枝修补使用。喜鹊为多年性配偶。每窝产卵5~8枚。卵淡褐色,布褐色、灰褐色斑点。雌鸟孵卵,孵化期18天左右。雏鸟为晚成性,双亲饲喂 1个月左右方能离巢。小型猛禽红脚隼常争占喜鹊或秃鼻乌鸦的巢。 喜鹊是自古以来深受人们喜爱的鸟类,关于它有很多优美的神话传说
雀形目鸦科灰喜鹊属的 1种。又名山喜鹊。在欧亚大陆北部呈显著的不连续分布。在中国的东北至华北地区为留鸟,有6个亚种。 外形似喜鹊,但个体较小。体长平均370~391毫米。头、颈黑色;背羽土灰色;翅及尾灰蓝色;下体近白色。翅短圆;尾远较翅长,呈楔形。嘴、腿、脚等均纯黑色。雌雄羽色相似。幼鸟羽色似成鸟,但黑羽颜色暗淡,缺金属光泽,胸腹等羽色沾污。 栖息于针叶林内。平时小群活动,秋冬集结成上百只的大群向平原地区游荡。鸣声单调。主要取食昆虫,包括松毛虫、金龟甲、蛾类等害虫,也食浆果,水果等。在高大的松柏树上集群营巢,雌雄共同建造。巢以树枝编成,呈浅盆状,内衬草茎、兽毛、羽毛、植物纤维、苔藓等。每窝产卵6枚。卵淡青色,布褐色细斑。雌鸟孵卵,孵化期14~16天。雏鸟为晚成性,双亲饲喂18~20天后离巢,离巢后仍家族群居,至秋末结成大群。 此鸟易于驯养。现山东日照县林场对它进行饲养,以捕吃松毛虫等害虫,获得相当效益。
雀形目风鸟科20属约43种鸟类的通称。又名风鸟。体形大小不等,体长17~120厘米;嘴脚强健;少数种类纯黑色,除了羽毛光泽和肉垂外,无特殊装饰;大多数种类的雄鸟有特殊饰羽和彩色鲜艳的羽毛。主要分布于新几内亚及其附近岛屿,仅有少数种类见于澳大利亚北部和马鲁古群岛。鸣声粗厉。以各种果实为食,也吃昆虫、蛙、蜥蜴等。它们除了在果树上取食及在公共性炫耀场地外,通常不结群,多单个或成对生活。在树枝上营巢,用细枝筑成巨大的盆状物。但多冠风鸟靠近地上营造有顶的巢;王风鸟的巢是在树洞中。每窝产卵1~2枚。从500多年以前起,西欧妇女就以它们的饰羽作为帽饰,直到1927年才禁止狩猎。 风鸟中最有名的种类有红极乐鸟和大极乐鸟。大极乐鸟产于新几内亚阿鲁群岛,在繁殖期间雄鸟非常艳丽。额、颊、喉等墨绿色;头、颈黄色;上体暗赤栗色;胁部有长饰羽,其基部橙黄,中部黄色,前部白色;中央尾羽仅存羽轴,并延成铁线状。在繁殖期,雄鸟群集于大树上,高举双翅,伸直颈部,耸起羽毛并连续颤动,展开胁部长羽,进行集体性表演,从一树枝飞向另一树枝,顿时使整棵树上显得好像鲜花怒放,鲜艳夺目。
雀形目雀科的 1属,因上下嘴呈交叉状而通称交嘴雀。共 3种。主要分布于欧洲、亚洲和北美洲北部的针叶林带。中国有白翅交嘴雀和红交嘴雀2种。 红交嘴雀又名交喙鸟,青交嘴(♀)。雄鸟自额至后颈赤红,羽基褐色;背和肩部褐色,羽端缀红;腰和尾上覆羽为鲜明的朱红色;翅和尾羽黑褐色,羽缘红褐或黄褐色;眼前后和耳羽褐色沾红;下体淡红,下腹和尾下覆羽灰白色并具暗褐色羽干纹。雌鸟上体除腰部为暗黄绿色外,余均呈灰褐色,各羽中央较暗;喉部乌灰色;胸、上腹和两胁等均淡褐色,胸沾黄绿;下腹中央灰白色,尾下覆羽栗褐色,羽缘白色。 栖息于山区针叶林中,冬季迁徙到平原的阔叶树上。多成群过游荡生活。飞行速度快,略呈波浪式。主要取食以松柏的种子、榛子、野果、嫩芽等,兼食昆虫和草籽。巢筑于高大的针叶树上,以苔藓、松针等构成。每窝产卵3~5枚。卵浅绿色,缀有紫灰、红褐和黑色斑点。 红交嘴雀在中国有4个亚种,分布于东北、河北,新疆、青海、四川、西藏、云南等地。 性温顺易饲养,常被作为笼鸟。
雀形目雀科的 1属。嘴缘直,形尖,一般不呈膨胀状;体色主要为黄绿色,或呈纵纹状,并常具黄或红色斑。全世界有24种,中国有5种。 金翅雀的雄鸟头顶和后颈褐灰色;额、颊和眉纹沾黄;眼先和眼周近黑;背、肩和内侧覆羽黄褐色;腰黄色,尾上覆羽灰色;中央尾羽黑褐色,基部沾黄,羽缘灰白;外侧尾羽黑色,基部沾黄色;翅黑而具黄色块斑,飞羽先端白色。下体前部黄绿色,向后转为亮黄色;胸和胁部沾棕色。雌鸟黄色部分较浅淡而沾褐色,上体杂有暗色纵纹。 金翅雀在中国终年留居各地平原,亦可见于山地。多栖息于针叶树或阔叶树上,也常在灌丛中活动。冬季多成大群活动。主要取食植物,如草籽、松籽等,也吃少量谷物,夏季兼食昆虫。3~7月为繁殖期。在松、杨、竹、榕等树上营巢,离地面2~10米。巢成杯状,以杂草,细根等物构成,外敷以苔藓、蜘蛛丝,内垫羊毛、羽绒等。在华南地区每年可产2~3窝卵,每窝卵4~5枚。卵浅绿或白色,钝端杂有黑色或褐色斑点。 金翅雀是中国北方普通笼鸟之一。
雀形目鸫亚科的 1属。本属鸟类的腋羽与翅下覆羽,雄性为纯色,雌性则均呈二色相杂状;雄性体羽主要为蓝色。体形似鸫属鸟类;体长155~245毫米;翅长 100毫米以上;尾较翅短;跗□较长,但不如其他鸫类的强壮。全世界共有10种,分布于非洲、欧洲和亚洲。中国有4种,分布于全国。 在中国东北、内蒙古及河北繁殖的蓝头矶鸫是本属典型代表,迁徙经沿海一带,到广东、广西过冬。雌雄羽色有差异。雄鸟头部蓝色;背和两肩黑色;腰和尾上覆羽栗色;喉部中央有白色块斑,下体浓栗色,至腹部中央和尾下覆羽转为棕黄色。雌鸟头部灰褐而沾橄榄色;背和两肩橄榄褐色;腰和尾上覆羽污白,喉的中央同雄鸟一样为白色,下体棕白色以至乳白色。 蓝头矶鸫栖息于多岩山地的林间,喜隐匿,常停息于树顶仅露其头。鸣声动听。日出前多在低处鸣叫,逐渐向高处移飞。性机警。在采伐后的树根基部的洞里或岩崖缝隙、墙洞中营巢,洞口以草遮掩。巢呈浅碗状,外层和底部用细松枝稍加编织而成,里层为松针,内垫以少量草根。巢外径16厘米;内径8.7厘米。每窝产卵6枚。卵玉蓝色。由雌鸟孵卵,雌雄共同育雏。雏鸟留巢期14~15天。主要以害虫的成虫和幼虫
雀形目、椋鸟科的1属。体形适中,体长172~296毫米;嘴形直而尖,无嘴须;额羽短,向后倾;头侧通常完全被羽。世界共有16种,分布于非洲、欧洲、亚洲和美洲。中国有10种,见于东北、西北、西南、华南、华东、台湾和海南等省。 粉红椋鸟是本属的典型代表。头、颈、胸、翼上覆羽,三级飞羽及尾羽均为辉亮的褐黑色;尾下覆羽黑褐色;上体、下体余部粉红色。雌鸟与雄鸟相似,但雌鸟羽色较暗淡,上体在粉红色中常杂以灰色斑纹。在中国为夏候鸟,每年秋间迁往印度、期里兰卡等越冬。5~6月间繁殖,集大群营巢,最多可达千只。鸟群常飞得很低,远看宛如一大片浮云。而在啄食地上的蝗虫及卵时,鸟群好象滚滚的波涛向前汹涌。当蝗虫迁飞时,它们腾空而起,在空中进行捕捉。此鸟喜群居,巢的密度很大,平均每平方米有2巢,最多可达4~5个巢,巢距最近者仅 100毫米。鸟巢营造在乱石堆或峭壁的缝隙间,呈盘状,直径为100毫米,以树枝搭成。每巢育出1~7只雏鸟。粉红椋鸟能大量吃蝗虫、螽斯,也吃蟋蟀、蚱蜢、甲虫、毛虫、小蜥蜴、浆果、谷物、草籽等。
雀形目文鸟科的1属,嘴短而强健,呈圆锥形,稍向下弯;初级飞羽9枚,外缘具二道淡色横斑。世界共有19种,广泛分布于美洲、欧洲、亚洲、非洲各地,但在大洋洲仅有家麻雀1种。中国产5种;其中麻雀为习见种,雌雄相似。头顶和后颈栗褐色;颊和颈侧白色,中央有1黑色块斑;上体砂褐色,背和两肩密布黑褐色羽轴纹;尾羽和两翼暗褐色,翅上有二道白色横斑。除颏、喉等为黑色外,下体均灰白色,两胁沾褐色。 麻雀是与人类伴生的鸟类,栖息于居民点和田野附近。白天四出觅食,活动范围在2.5~3公里以内。翅短圆,不耐远飞。鸣声喧噪。主要以谷物为食。当谷物成熟时,多结成大群飞向农田掠食谷物。平时在粮库、场院和居民点啄食晾晒的谷物或地上的遗粒。繁殖期食部分昆虫,并以昆虫育雏。繁殖力强。在北方,3~4月开始繁殖,每年至少可繁殖2窝。在南方,几乎每月都可见麻雀繁殖雏鸟。巢简陋,以草茎、羽毛等构成,大都建在屋檐下和墙洞中。每窝产卵4~6枚。卵灰白色,满布褐色斑点。雌雄轮流孵卵。孵化期11~12天。雏鸟全身裸露,15天以后才能出飞自行寻食。 麻雀在中国有7个亚种,广泛分布于全国各地。
雀形目太阳鸟科的1属,体型纤细,体长79~203毫米;嘴细长而下弯,嘴缘先端具细小的锯齿;舌呈管状,尖端分叉;尾呈楔形,雄鸟中央尾羽特别延长。世界共有14种,分布于亚洲南部、菲律宾群岛和印度尼西亚。中国有6种。 黄腰太阳鸟是本属的常见种。雄鸟:额和头顶前部绿色带金属光泽,头顶后部和枕部橄榄褐色;背部红色,下背及腰部亮黄色;尾上覆羽和中央尾羽与额部同色;颏、喉及胸呈鲜朱红色,远较背部红色鲜亮;下体余部淡灰黄沾绿色。雌鸟:额至枕部灰褐色;眼先灰色;上体橄榄绿色,腰和尾上覆羽沾黄;中央尾羽不像雄鸟那样细长;下体暗灰黄色。 性活泼,单个、成对或成小群在次生阔叶林或开花的乔木、灌木上活动;成群觅食时,常互相唤叫。飞行能力强而急速,喜急鼓两翅悬飞在花前。主要以花蜜为食,用细长的嘴探入花朵内,以管状的舌吸吮花蜜;也吃花蕊、蜘蛛、膜翅目昆虫、蚁类、双翅目昆虫、寄生蜂、虻类以及种籽等。巢呈梨状,长径140~160毫米,宽径75~100毫米。巢材多样,有的巢外以苔藓根、杂草构成,内衬以纤细的花茎,巢内有由细丝状的种子绒毛构成的厚垫;有的巢外以苔藓根和其他树掺以苔藓和蜘蛛丝构成,内
地热能是指贮存在地球内部的可再生热能,一般集中分布在构造板块边缘一带,起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。全球地热能的储量与资源潜量十分巨大,每年从地球内部传到地面的热能相当于100PW·h,但是地热能的分布相对比较分散,因此开发难度很大。由于地热能是储存在地下的,因此不会受到任何天气状况的影响,并且地热资源同时具有其它可再生能源的所有特点,随时可以采用,不带有害物质,关键在于是否有更先进的技术进行开发。目前地热能在全球很多地区的应用相当广泛,开发技术也在日益完善。对于地热能的利用,包括将低温地热资源用于浴池和空间供热以及用于温室、热力泵和某些热处理过程的供热,同时还可以利用干燥的过热蒸汽和高温水进行发电,利用中等温度水通过双流体循环发电设备发电等,目前这些地热能的开发应用技术已经逐步成熟,而且对从干燥的岩石中和从地热增压资源及岩浆资源中提取地热能的有效方法进行研究可以进一步提高地热能的应用潜力,但是目前地热能的勘探和提取技术还有待改进。 发达国家在对地热能的利用方面已经获得了较好的经济收益。利用地热进行供暖,既缓减能源压力,同时将很大程度地减少由燃油和煤炭供暖所造成
电子探针分析是利用高能电子束作用于物质,使其产生特征 X 射线、俄歇电子等二次电子而进行的一种表面、微区分析方法。一般它与扫描电镜组合成电子探针分析仪。电子探针分析仪由电子枪、电子透镜、样品室、信号检测、显示系统及真空系统组成。电子枪用以发射具有一定能量的电子束,通过轴对称电场或磁场构成的电子透镜调节电子束的束斑的强度与大小。扫描发生器像电视屏幕图像产生方式似地按时间与空间的顺序把电子束打到样品室内的样品上,并随时收集所产生的二次电子。二次电子是电子束轰击到试样时逐出样品浅表层原子的核外电子。由于一定能量的电子束所逐出的二次电子的激发效率和样品元素的电离能以及电子束与样品的夹角有关,因此根据二次电子的强度可作形貌分析。当电子束在样品上扫描时与显示屏幕的扫描完全同步,即可保证样品上的“物点”与显示屏幕上的“像点”在时间与空间上一一对应,于是在显示屏幕上就得到一个反映样品表面形貌的放大图像。扫描电镜( SEM )一般具有大约 1 μ m 的分辨本领。放大倍数可高达 15 万倍(是人眼睛的分辨本领( 0.2mm )的 2 万倍),所观察试样的景深大,图像富有立体感,可直接观察起伏较
当用一定能量的电子束、 X 射线或紫外光作用于试样,其表面原子不同能级的电子将激发成自由电子。这些电子带有试样表面的信息,也具有特征能量。收集这些电子并整理与记录它们的能量分布,就是电子能谱分析。与之相关的仪器便是电子能谱仪。 若以 X 射线或紫外光为激发源作用于试样表面所获取的光电子能量的分布信息便是光电子能谱。以 X 射线为激发源时称为 X 光电子能谱( XPS )。 XPS 对化学分析最为有用,故又叫做化学分析用电子能谱法( ESCA )。特定的 X 射线激发源激发原子内层电子产生了具有特定动能的光电子。由于它与特定原子中特定电子的结合能相对应,因此可用于鉴别试样表面的组成与结构。若以紫外光作为激发源时只能激发原子、分子的价电子,所获得的能谱称为紫外光电子能谱( UPS )。由于所激发的价电子性质反映了它所处的化学环境,因此, UPS 被利用来研究试样表面的成分、结构及其化学价态。 用高能电子束为激发源获得试样的俄歇电子能量分布的信息叫做俄歇电子能谱( AES )。不同成分的俄歇电子具有各自的特征频率,能采集并分析俄歇电子能谱的便是俄歇电子能量谱仪。 A
多相体系中相之间存在着界面。习惯上人们仅将气 - 液,气 - 固界面称为表面。通常,由于环境不同,处于界面的分子与处于相本体内的分子所受力是不同的。在水内部的一个水分子受到周围水分子的作用力的合力为零,但在表面的一个水分子却不如此。因上层空间气相分子对它的吸引力小于内部液相分子对它的吸引力,所以该分子所受合力不等于零,其合力方向垂直指向液体内部,结果导致液体表面具有自动缩小的趋势,这种收缩力称为表面张力。将水分散成雾滴,即扩大其表面,有许多内部水分子移到表面,就必须克服这种力对体系做功——表面功。显然这样的分散体系便储存着较多的表面能。表面张力是物质的特性,其大小与温度和界面两相物质的性质有关。在 293K 下水的表面张力为 72.75 × 10 -3 N · m -1 ,乙醇为 22.32 × 10 -3 N · m -1 ,正丁醇为 24.6 × 10 -3 N · m -1 ,而水 - 正丁醇( 4.1 ‰)的界面张力为 34 × 10 -3 N · m -1 。
在研究热力学问题时,需首先确定研究的对象,即所谓体系。体系的外界称为环境。体系的确定是根据研究的需要人为划分的。为了研究方便,通常把化学反应中所有的反应物和生成物当作为体系。当着眼于体系与环境之间的能量和物质的交换情况时,可将体系分成三种:与环境之间既有物质交换又有能量交换的体系叫敞开体系;与环境之间无物质交换而有能量交换的体系叫封闭体系;与环境之间既无物质交换又无能量交换的体系叫孤立体系。由于通常把反应中所有反应物和生成物选作为体系,因此化学反应是封闭体系。体系与环境之间可以有能量交换也可以没有能量交换,但是,大量的事实说明宇宙间的总能量是守恒的,即能量既不创生也不能消灭,这就是能量守恒定律。 对于一个封闭体系,体系的热力学能为 U 1 ,体系从环境吸收了热量 Q ,同时体系又对环境做功 W ,这时体系的热力学能变为 U 2 。根据能量守恒得到 U 1 Q-W=U 2 U 2 -U 1 =Q-W 即 Δ U= Q-W 这就是热力学第一定律。因此,热力学第一定律就是能量守恒定律在热力学上的具体体现。我
把热力学第一定律中的功分解成体积功W 体 ( 即由于体系体积变化而引起的功 ) 和非体积功 W ′ ( 除体积功以外的其它所有的功,如电功等 ) 。对于一般的化学反应,不存在非体积功 (W ′ ) 。这时 : Δ U=Q-W 体 W 体 =p 外 (V 2 -V 1 )=p 外 Δ V 式中 p 外 ——恒定外压, kPa ; Δ V ——体系体积变化, L ; W 体 ——体系反抗外压所做的功, J(1 kPa · L=1 J) 。 对于恒压化学反应 ( 一般在敞口容器中进行的反应可看成是恒压反应 ) 来说,反应开始的压力等于终了的压力且等于外压 (p 始 =p 终 =p 外 =p) ,则 W 体 =p Δ V 对于有气体参加的恒温 (T 始 =T 终 = T) 恒压化学反应来说,若忽略反应中液体和固体体积的变化,并把气体看成是理想气体,则 W 体 ≈ p [ V 产 (g)- V 反 (g) ] =[ n 产 (g)- n 反 (
在固体金属内部构成其晶格结点上的粒子,是金属原子或正离子,由于金属原子的价电子的电离能较低,受外界环境的影响 ( 包括热效应等 ) ,价电子可脱离原子,且不固定在某一离子附近,而可在晶格中自由运动,常称它们为自由电子。正是这些自由电子将金属原子及离子联系在一起,形成了金属整体。这种作用力称为金属键。当然固体金属也可视为等径圆球的金属原子 ( 离子 ) 紧密堆积成晶体。这时原子的配位数可高达 8 至 12 。金属中为数不多的价电子不足以形成如此多的共价键。这些价电子只能为整个金属晶格所共有。所以金属键不同于离子键;也不同于共享电子局限在两个原子间的那种共价键 ( 定域键 ) 。广义地说,金属键属于离域键,即共享电子分布在多个原子间的一种键,但它是一种特殊的离域键,既无方向性,也无饱和性。 为阐明金属键的特性,化学家们在 MO 理论的基础上,提出了能带理论。现仅以金属 Li 为例定性讨论 。 Li 原子核外电子为 1s 2 2s 1 。两个 Li 互相靠近形成 Li 2 分子。按照 MO 理论, Li 分子应有四个 MO 。其中 (
用经典力学描述一个运动速度不太高而其质量又不太轻的宏观物体时,可以同时准确地确定任何时刻所在位置及其动量。然而对于微观粒子却不一样。电子衍射实验说明,具有相当波动性的微粒通过狭缝时,狭缝越窄,在屏上所产生的衍射图像散布得越宽。可把衍射条纹视为由一个个电子穿过这个一定精度的狭缝到达屏幕的不同位置所组成的。对于具体的每一个电子人们无法得知它究竟落在哪个确切的位置,或者说它所具有的动量是不确定的。海森堡 ( 德 ) 推得粒子的位置和动量符合以下关系式: 此式称作不确定性规则,它说明粒子位置的精确度愈大 ( Δ x 愈小 ) ,其动 原子的线性尺寸在 10 -10 m ,合理的坐标精确度Δ x 可认为在 10 -11 m 。由此可估算出原子中电子 ( 其质量 m e 为 9.1 × 10 -31 g) 的速度 ( ~ 106m · s -1 ) 的不确定量Δ v 与其运动速度在同一数量级: 它说明了电子位置越确定,其速度就越不确定。因此要同时确定某电子的位置与动量 ( 或速度 ) 是不可能的。对于大量的电子
角度分布图是将径向部分视为常量来考虑不同方位上ψ的相对大小,即角度函数 Y lm ( θ, ) 随ψ, 变化的图像,这种分布图只与 l , m 有关,而与 n 无关。例如, l=0 , m=0 的角度函数表示的是 s 轨道,此 时 Y s0 =Y 00 = 是一常数,不随θ, 而变,故呈球面,常取正值。当 l=1 , 图沿着 z 轴呈双球面。类似地可一一绘出 p x , p y , d z 2 等 5 个, f z 3 等 7 个角度分布图,并加注 - 号。 s 和 d 轨道具有中心对称的特点,而 p 和 f 轨道有中心反对称的特点。 角度分布图着重说明轨函的极大值出现在空间哪个方位,利用它便于直观地讨论化学共价键成键方向;轨函在空间的正负值可用以方便地判断原子相互靠近时是否能有效成键。除了 Y- θ, 角度分布图外,还可绘出 |Y| 2 - θ, 的分布图,称为电子云角度分布图。它反映了单位立体角 d Ω内电子出现的几率 ( 球面具有立体角Ω为 4 π ) 。
爱因斯坦为解释光电效应冲破了光只有波动性的经典观念,提出了光子学说。光不仅具有波动性,而且具有粒子性,即光子呈二重性。具有动量 p 的光子与其相应的波长λ有如下关系: 在 J . Thomson 通过研究阴极射线确定射线粒子的荷质比并确定电子的存在时,人们认识到电子的微粒的特性。至于电子的波动性则是在发现电子 27 年后 (1924 年 ) 由年仅 25 岁的 de Broglie ( 法 ) 大胆假设实物微粒也应像光子一样具有波粒二象性之后提出的。他将上式中的光速改写成粒子的速度 v ,便得到: 这意味着质量为 m 、运动速度为 v 的物质具有波长为λ的波动性。λ是物质波的波长。根据 de Broglie 的假设,立即可预测速度为 10 6 m · s -1 的电子运动的波长: 它应属于 X 射线波长范围。显然用这样的电子束代替 X 射线作衍射实验理应获得 X 衍射花样。不出所料, 3 年后这一点果然为 Davisson ( 美 ) 和 G . Thomson ( 英 ) 分别用慢速和快速电子对金属单晶的
描述微观粒子运动规律要靠量子力学。量子力学的基本方程是薛定谔 (Schrodinger , 奥地利 ) 方程。具有单电子及一个原子核的体系有氢 (Z=1) 原子及类氢离子如 He (Z=2) , Li 2 (Z=3) ,等。这是原子核外电子运动的最简单的体系。描述它的薛定谔方程为 这是一个二阶偏微分方程。它意味着质量为 m 离原子核的距离为 r 的电子的总能量 E 由两大项构成:动能项 ( 方程式左边第一大项 ) 和势能项 ( 方程式左边后一项 ) 组成。原子核的核电荷为该核原子序与电子电荷之乘积 Ze 。对于受向心力场作用而绕核旋转的电子运动的方程在求解时采用球坐标系 (r ,θ, ) 显然更方便。它与直角坐标系有如下关系: 这样用直角坐标描述的波函数ψ (x , y , z) 可转变成用球坐标来描述ψ (r ,θ, ) 。它们之间只是形式不同,但后者却更方便。这个薛定谔方程是可以精确求解的。由于求解过程复杂冗长,不宜也不必在本课程内介绍。但为了正确理解化学键理论与化学键的物理图像。