原子轨道问题

Question

假定—CH3 是平面结构，并且在外磁场中处于平衡，不成对电子处在和原子轨道上：（ ）

A 2s B.2Px C.2Py D.2Pz

2P的三个轨道不是简并轨道么，有什么区别吗？
实际上，这是一道竞赛题。
答案是D
谁能解释？

好吧，我想知道为什么A是错的

Answer 1

这题目有问题。。3个p轨道是一样的，所谓xyz是人为建的坐标系，BCD其实都可以，又没说一定要z轴竖起来，x或y都可以是垂直于分子平面的。

而甲基自由基的结构已经测出，碳原子采用sp2杂化，H-C-H键角是120°，所以剩下的单电子只能填充在未杂化的p轨道上。而且如果单电子在2s上，三个C-H键就只能由2p轨道去形成，显然不会是一个平面了，因为三个p轨道是两两垂直的结构。

Answer 2

2p三个轨道一样,居然不杂化...这么说的话应该是2s,那是个小球,能量最低,而且因为电子的不确定性,这样电性反而对陈

Answer 3

选D

题目说平面结构，那可以认为碳的轨道依然是原来的样子，不有进行杂化，但电子排布发生了变化。由2S(2)P(1)P(1)P(0)->2S(1)P(1)P(1)P(1)
然后再跟三个氢原子结合。因为S的能量最低，所以应该首先跟占领S，所以A是错的。因为它还有不成对电子，就太违反能量最低原理了。

余下三个P占领其中两个即可。XYZ确实是人为规定的，只是一个坐标，而且也没有什么区别，只是方向不同而已。但是，这有个默认的，那就是XY是构成一个平面的，然后Z是垂直于这个平面的。所以，既然题目中说是一个平面结构，你自然会设这个平面为XY，然后让Z空出来。
所以答案就选D了。
而且这个跟外磁场下平衡可能也有关系，导致选D。

Answer 4

原子轨道不是电子数目，即使氢原子只有一个电子，它也有好多个原子轨道，只是它只有一个电子，只占用一个轨道而已。

Answer 5

有重叠.
就连你说的2s和3s轨道都是有重叠的.你看到的哑铃型意思是说电子有一定几率,
比如90%以上会出现在里面.
并不是说电子一定局限在里面运动.

Answer 6

n是主量子数，
l=0,1,2，3……依次表示s，p，d，f轨道，
因此原子应该在2p能级上面，
m=-1说明其状态是轨道角动量取向负轴的方向。
2p轨道的确是纺锤形的，但是这里并没有定义m是x、y、z哪个方向上的投影，
因此其图形是不确定的。
比方说，mz=-1时，是以z为对称轴的纺锤形，mx=-1时，是以x为对称轴的纺锤形。