類氫原子 似氫原子模型Hydrogenlike atom是只擁有一個電子的原子與氫原子同為等電子體例如He Li Be與B等等都是類氫原子又稱為類氫離子類氫原子只含有一個原子核與一個電子是個簡單的二體系統系統內的作用力只跟二體之間的距離有關是反平方連心力這反平方連心力二體系統不需再加理想化簡單化描述這系統的非相對論性的薛丁格方程式有解析解也就是說解答能以有限數量的常見函數來表達滿足這薛丁格方程式的波函數可以完全地描述電子的量子行為在量子力學裏類氫原子問題是一個很簡單很實用而又有解析解的問題所推演出來的基本物理理論又可以用簡單的實驗來核對所以類氫原子問題是個很重要的問題 稱滿足上述系統的薛丁格方程式的波函數為單電子波函數或類氫原子波函數類氫原子波函數是單電子角動量算符 L displaystyle L 與其 z軸分量算符 L z displaystyle Lz 的本徵函數由於能量本徵值 E n displaystyle En 跟量子數 l displaystyle l  m displaystyle m 無關而只跟主量子數 n displaystyle n 有關所以類氫原子波函數可以由主量子數 n displaystyle n 角量子數 l displaystyle l 磁量子數 m displaystyle m 獨特地決定因為構造原理還必須加上自旋量子數 m s      displaystyle mspm  對於多電子原子這原理限制了電子構型的四個量子數對於類氫原子所有簡併的軌域形成了一個電子層每一個電子層都有其獨特的主量子數 n displaystyle n 這主量子數決定了電子層的能量主量子數也限制了角量子數 l displaystyle l 磁量子數 m displaystyle m 自旋量子數 m s displaystyle ms 的值域 除了氫原子電中性以外類氫原子都是離子都帶有正電荷量 e  Z    displaystyle eZ 其中 e displaystyle e 是單位電荷量 Z displaystyle Z 是原子序數離子像HeLiBeB等等都是類氫原子 在元素周期表中第 IA 族的鹼金屬元素其原子的最外電子層都有一個電子而第二外層電子層的亞層不論是 s 亞層或 p 亞層凡是內中有電子的亞層都已被填滿例如鈉元素有個電子電子排佈為  s   s   p   s  displaystyle ssps 最外層只有一個電子第二外層的  s displaystyle s 與  p displaystyle p 亞層都已填滿鉀元素有個電子電子排佈為  s   s   p   s   p   s  displaystyle sspsps 第二外層的  s displaystyle s 與  p displaystyle p 亞層都已填滿由於  p displaystyle p 亞層的軌域的能量較高最外層唯一的一個電子的軌域是  s displaystyle s 受到內層電子的緊密屏蔽這最外層的電子只能感受到大約為一個質子的存在有效原子序數是  所以這鹼金屬的單電子系統可以視為一個類氫原子系統可以用原子序數為  的類氫原子波函數來近似地表達這電子的量子態 因為電子與電子之間的庫侖相互作用擁有多個電子的原子或離子沒有解析解必須用數值法來做量子力學計算才能求得近似的波函數以及其它有關性質由於哈密頓量的球對稱性一個原子的角動量 L displaystyle L 守恆許多數值程序開始於單電子算符 L  displaystyle L 與 L z displaystyle Lz 的本徵函數的乘積所計算出來的波函數的徑向部分 有時會是數值列表或斯萊特軌域 Slater orbitals 應用角動量偶合方法 angular momentum coupling 可以設定 L displaystyle L 或許也可以設定 S displaystyle S 的多電子本徵函數