g轨域

在化学与原子物理学中，g轨域（英语：）是一种原子轨域，其角量子数为4，其磁量子数可以为0、±1、±2、±3、±4，且每个壳层里中有9个g轨域，g_{_z⁴}、g_{_xz³}、g_{_yz³}、g_{_xyz²}、g_{_z²(x²-y²)}、g_{_x³z}、g_{_y³z}、g_{_x⁴+y⁴}、g_{_xy(x²-y²)}[1]，有三种形状，且方向不同，每个可以容纳2个电子，因此，g轨域共可以容纳18个电子。

5g轨域的立体模型

由于目前尚未发现第八周期元素，因此在已知的元素中，g轨域只存在于激发态的原子中。

命名

g轨域的 g 是来自f轨域的f的下一个字母 g。[2]

结构

g轨域从主量子数n=5时开始出现，由于主量子数不能小于5，因此最小的g轨域是5g轨域，且不存在1g、2g、3g和4g轨域。当角量子数=5时，对应于9个磁量子数：4、3、2、1、0、-1、-2、-3、-4。每个壳层皆有9个g轨域，分别为g_{_z⁴}、g_{_xz³}、g_{_yz³}、g_{_xyz²}、g_{_z²(x²-y²)}、g_{_x³z}、g_{_y³z}、g_{_x⁴+y⁴}、g_{_xy(x²-y²)}，有三种形状，其中磁量子数m = ±1或±4时（g_{_xz³}、g_{_yz³}、g_{_x⁴+y⁴}、g_{_xy(x²-y²)}）形状相同但方向不同为八片豆子形；磁量子数m = ±2或±3时（g_{_xyz²}、g_{_z²(x²-y²)}、g_{_x³z}、g_{_y³z}）形状相同但方向不同为为十二叶哑铃形；而磁量子数m = 0时（g_{_z⁴}）的形状较特别，类似于d_{_z²}轨域，但中间的环的上下多了一个类似碗的形状，其开口朝向上下的哑铃形。

g区元素

g区元素是指元素周期表中添加加的电子是填在g轨域上的元素。这一区的所有元素目前均尚未被发现。预测周期表中从第8周期开始的每个周期都各将有18个g区元素。

g之后的轨域

g之后的轨域目前尚未观测到，但根据计算结果是有可能存在的。其命名则依字母顺序命名，除了不与s轨域和p轨域的s、p重复之外，另外还跳过j这个字母[2](由于某些语言不分i与j)，因此没有任何轨域会以「j轨域」来命名。

h轨域

h_{_z⁵}轨域模型，比g_{_z⁴}多了一个环。

目前还没有发现h轨域 ，但根据现有理论，h轨域（英语：）是一种原子轨域，其角量子数为5，其磁量子数可以为0、±1、±2、±3、±4、±5，且每个壳层里中有11个h轨域，其形状可由薛丁格方程序来预测。

具有最高能量的电子是填在h轨域上的元素称为h区元素，位于第九周期之后，许多目前的物理模型都崩溃了或不适用，因此可能无法存在。

i轨域

目前还没有发现i轨域 ，但根据现有理论，i轨域（英语：）是一种原子轨域，其角量子数为6，其磁量子数可以为0、±1、±2、±3、±4、±5、±6，且每个壳层里中有13个i轨域，其形状可由薛丁格方程序来预测。

i轨域从主量子数n=7时开始出现，由于主量子数不能小于7，因此最小的f轨域是7i轨域，但由于能阶交错，会从第9周期或第10周期后才开始填入，根据Pyykkö模型，其原子序将超过173，当前考虑到核电荷分布之有限延伸的计算，结果约等于173（unseptrium），非离子原子所属的元素可能仅限于等于或低于这个结果[3]

玻尔模型在原子序达到137之后会有问题，因为在1s原子轨域中的电子的速度v计算如下：

v=Z\alpha c\approx {\frac {Zc}{137.036}}

当中Z是原子序，α是描述电磁力强度的精细结构常数。[4]如此一来，任何原子序高于137的元素的1s轨域电子将会以高于光速c运行，物理上不可能。因此任何不建基于相对论的理论（如波尔模型）不足以处理这种计算。

半相对论的狄拉克方程序在原子序大于Uts时也会发生问题，因为基态能阶为：

E=m_{0}c^{2}{\sqrt {1-Z^{2}\alpha ^{2}}}

当中m₀是电子的静质量。而当原子序大于137，狄拉克基态的波函数是震荡的，并且正能谱与负能谱之间没有间隙，正如克莱因悖论所言。[5]理乍得·费曼（Richard Feynman）指出了这效应。

然而，现实的计算已考虑到了核电荷分布的有限延伸。约等于173（Unseptrium）的临界的Z使得非离子原子所属的元素可能仅限于等于或低于这个结果，因此，电子可能无法填至i轨域，因此i轨域有可能根本不存在。

k轨域

k轨域是根据轨域命名规则照字母顺序跳过「j」[2][6]所得到的轨域名称，因此当角量子数为7时，不会是j轨域，而是k轨域，由于i轨域可能不存在，因此，k轨域仅是原子轨域模型的理论值。

参见

参考文献

. docstoc.com. [2013-05-26].
Griffiths, David. . Prentice Hall. 1995: 190–191. ISBN 0-13-124405-1.
Walter Greiner and Stefan Schramm, Am. J. Phys. 76, 509 (2008), and references therein.
See for example R. Eisberg and R. Resnick, Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nuclei and Particles, Wiley (New York: 1985).
James D. Bjorken and Sidney D. Drell, Relativistic Quantum Mechanics, McGraw-Hill (New York:1964).
Levine, Ira. 5. Prentice Hall. 2000: 144–145. ISBN 0-13-685512-1.

曾国辉《原子结构》建宏出版社台北市 1999 ISBN 957-724-801-2

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[1] . docstoc.com. [2013-05-26].

[Introduction-2] Griffiths, David. . Prentice Hall. 1995: 190–191. ISBN 0-13-124405-1.

[Greiner-3] Walter Greiner and Stefan Schramm, Am. J. Phys. 76, 509 (2008), and references therein.

[4] See for example R. Eisberg and R. Resnick, Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nuclei and Particles, Wiley (New York: 1985).

[5] James D. Bjorken and Sidney D. Drell, Relativistic Quantum Mechanics, McGraw-Hill (New York:1964).

[Quantum_Chemistry-6] Levine, Ira. 5. Prentice Hall. 2000: 144–145. ISBN 0-13-685512-1.