d-轨域

d-轨域也称d-轨道、d轨道。在化学与原子物理学中，d-轨道是一种原子轨道，其角量子数为2，磁量子数可以为0、±1、±2，且每个壳层里有五个d轨道，共可容下10个电子。

d轨道的“d”是“diffused”，其为“漫系光谱”之意。d轨道是很常见的轨道，大部分的过渡金属的价轨道都是d轨道，在同一个主量子数中，d轨道是能量第三低的轨道，比s轨道与p轨道来的高，由于能级交错，若以周期的角度来看，第4、5周期中，在价壳层中的d轨道能量很低，仅次于同一个价壳层中的s轨道。但第六周期出现能量更低的f轨道。另外，d轨道可以和s轨道与p轨道发生杂化形成dsp杂化轨道1。

结构和形状d轨道从主量子数n=3开始出现，最小的d轨道是3d轨道，也就是说1d、2d轨道不存在，当角量子数为2时，其轨道为d轨道，主量子数不可小于三，对应于五个磁量子数2、1、0、-1、-2，在3d轨道中，有五个能量相同的3d轨道，同样的，主量子数为4以上时也有五个4d轨道，因此，每个壳层都有五个d轨道。在存在的五个d轨道中，有四个形状相同，但方向不同。4d、5d、6d轨道可视为性质与3d轨道相似，只是大小比较大，其与p轨道类似，也有“正负性”，这些“正负性”变化在原子轨道彼此形成化学键时非常重要。
d轨道一样有波节面，类似于p轨道的形式，但d轨道中间的部分较特别，是一个环状结构像外的波，但电子出现概率和s轨道相反，例如4d轨道的中间部分：在靠近原子核之处电子出现概率几乎是0，然后开始增加，出现一个较高电子出现概率的环状区域，但继续向外看之后，随即降为0，接着又增加，出现一个更大的较高电子出现概率的环状区域，然后在距离原子核甚远的地方又为0，而上下的双哑铃形的结构则与p轨道相同1。

性质d轨道有能级交错现象。例如，3d的能量似乎应该低于4s，而实际上E3d>E4s。按能量最低原理，电子在进入核外电子层时，不是排完3p就排3d，而是先排4s，排完4s才排3d。

d轨道在半填满和全填满时较稳定，因此，许多过渡金属倾向于失去d轨道的电子直到其成为半填满为止，如铁，原价电子组态为3d4s，失去s轨道后还会再放出1个d轨道电子，使其成为Fe，组态为：3d，此时d轨道半填满，因此Fe较稳定，这也是为何Fe离子倾向于变成Fe离子的原因1。

d区元素d区元素是指这些元素中具有最高能量的电子是填在d轨道上的，是元素周期表中的副族元素，即第3至第12族元素。这些元素有时也被称作过渡金属。在周期表中，过渡金属的价轨道是d轨道，除了内过渡金属，另外，除了前三周期之外，大部分的非金属的价壳层之d轨道是填满的2。

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黎明 - 副教授 - 西南大学