匿名網友在2015年10月22日問：「您好，文章中第12點您提到s原子軌域函數只有正的，但是我上課的石嘔(時候)卻學到氫原子有一種ANTIBONDING的模式，好像是正負函數都有的一種結合，這是為甚麼呢？
你好：
＋ 和 － 是一種數學語言，在不同的地方，會有不同的意義。
在一般的計算中，＋就是加法，－就是減法；但是，在笛卡爾座標，＋ 和 －是方位的標記，以平面來看，用x軸y軸切割開來的四個方塊，右上方的方塊位置用 ＋＋來代表，右下方的位置用＋－來代表， 左上方是－＋， 左下方是－－。
在談論到鍵結與反鍵結的波動函數時，＋和－則代表延著軸線移動的波動狀態，在軸線上方的波鋒區域稱為＋，在軸線下方的波谷區域稱為－。
我們用笛卡爾座標(顯示位置)說明電子軌域時，會將第一個軌域放在x軸、y軸、z軸的正數的位置；然後再以第一個軌域為標準，比較第二個軌域放的位置。舉例來說，p軌域分為px、py、pz三種，每一個軌域都分成兩瓣，一個是在＋的位置，另一個是－的位置，這是說明這p的兩瓣軌域在空間上是相對的。
s軌域則只有一個圓球，因此依據慣例，直接放在笛卡爾座標右上方的位置，這個位置無論在x軸、y軸或z軸來看，都是在＋的位置上，所以 Steven S. Zumdahl才說，「s軌域的函數在三度空間中都是正的。」
笛卡爾座標上的 ＋ 和 － 都只是代表「位置」而已，跟傳統數學上的加減，或正負，沒有關係。
你在上課聽到氫原子的「反鍵結軌域ANTIBONDING」，是指正負函數都有的一種結合，這是在說另一件事情( 跟笛卡爾座標，無關 )。首先，要解釋結合的幾個原子之間，存在兩股力量，鍵結的力量，與反鍵結的力量；鍵結的力量是兩原子之間的引力；反鍵結的力量，是兩原子之間的斥力。
不管是引力或是斥力，都是一種能量，全世界所有的能量都可以視為一種「波」，這是因為能量在移動、傳遞的時候，時強時弱，在空間中有規律地擺盪前進，而不是一直線筆直往前的。
我們可以用電鑽來想像這個問題，電鑽的鑽子必須旋轉中往前，比較容易鑽洞，如果鑽子不旋轉，光憑蠻力施壓，要鑽洞就比較費力。所以，能量在傳遞的時候，是旋轉中前進的，而不是筆直前進的。能量旋轉中前進路線，(簡化來看)壓成平面，就是一個規律上下的波。
函數，是描述「波」的語言，＋正數是指波的波峰，－負數是指波的波谷；這與傳統數學的加減，沒有關係。反鍵結的力量，用函數來表示，有正數、也有負數，那是將反鍵結的能量也看成是一種波。
你會搞亂的原因是，高中有教函數的運算，但是沒有說明函數代表的圖形意義，所以，你不知道反鍵結的力量變成帶有正數與負數的函數，是將能量看成「波」，＋、－是代表波峰與波谷。
此外，高中有教笛卡爾向量，同樣要學生做很多習題，但是，卻沒有說笛卡爾向量的用意是在說明空間位置，所以，你不知道原子的s軌域放在笛卡爾向量裡，函數都是正的＋，這是什麼意思？
意思就是，s軌域只有一個，型狀規則，是一個圓球型，第一項限(x軸、y軸、z軸的正數區域)可以完全涵蓋s軌域；不像p軌域分為三個，每一個都由2瓣，必須用＋－正負來描述它的位置。
台灣科學的問題就是，花太多時間在練習解題和套公式，花太少時間下定義與推理邏輯、建立因果關係，也沒有時間去想像他的圖形與構造。
還有重大的問題是，事實上，台灣大多數大學的教授都跟你有一樣的疑問，只是他們不敢問別人，因為他們也是背題庫長大的。
徐弘毅2015.11.21.
沒有留言:
張貼留言