氢分子离子电子态

[外文]：electronic state of H娚ion

结构最简单的双原子分子离子的电子组态。氢分子离子是结构上最简单的双原子分子，只有一个电子，电子可以处在不同的状态。建立在玻恩－奥本海默近似上的双原子分子电子态理论中，的问题占有重要地位。它的玻恩－奥本海默态可以严格求解，结果与实验符合很好。MO-LCAO近似，即假定分子轨道(MO)是原子轨道的线性组合(LCAO)，也是处理H娚问题的有效方法，而且便于向多电子系统推广。

的电子在两个原子核A和B的势能场中运动时，波函数φ满足以下波方程：

式中RA和RB分别是电子到核A和B的距离，R是核间距。在电子靠近核A、远离核B的极端情况下，方程的解是氢原子轨道波函数的形式，记作ψα；另一种极端情况下的解记为ψb。按照MO-LCAO近似，的较低能态的分子轨道可以看成是两个氢原子1s轨道的线性组合。较低能态波函数的一级近似形式为：

以核间距R为参数，求解上述问题的结果是：对应于本征值ε1和ε2的φ1、φ2分别取(ψα＋ψb)和(ψα－ψb)的形式。相应于φ1的电子密度ρ1=φ壒φ1在两核间很大，使两核相互吸引形成稳定分子。φ2态则相反，在两核间中点处电子密度ρ2为零，见图1。

求解的结果还表明较低态势能曲线U随核间距R的变化关系，见图2。图中曲线U1（R）有极小值，相应的φ1态能形成稳定分子；曲线U2(R)则对应着排斥态。图中实验曲线表示MO-LCAO法与实际情况尚有不小偏离。