命名

d轨道的“d”是“diffused”，其为“漫系光谱”之意。

结构

五种d轨道的形状，除了 d z 之外，其他四个形状相同，只是方向不同

5d轨道模型，红色和蓝色中间空隙则为波节

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，它们分别为 d z 、 d x -y 、 d xy 、 d yz 、 d xz ，但是没有 d x 、 d y 、 d y -z 、 d x -z 。在存在的五个d轨道（ d z 、 d x -y 、 d xy 、 d yz 、 d xz ）中，有四个形状相同，分别为： d x -y 、 d xy 、 d yz 、 d xz 但方向不同，而 d z 是五个d轨道中形状与众不同的一个，尽管如此， d z 轨道仍具有和 d x -y 、 d xy 、 d yz 及 d xz 相同之能量。

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 z 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 z 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。

电子波

5个d轨道的角量子数ℓ=2。角部分的d轨道经常会表示为：

的d轨道角部分的三次谐波为 X 2 c ( r ) {\displaystyle X_{2c}({\mathbf {r}})}

和

能级交错

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E 3d ＞E 4s 。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。

性质

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3d 4s ，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。

d轨道

在周期表中，过度金属的价轨道是d轨道，除了内过度金属，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。

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。

参考文献

书籍

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

参见

s轨道

p轨道

f轨道

原子轨道

d区元素

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