1927年Hertler和London由量子力学处理两个H原子形成H 分子的过程，得到H分子的能量与原子核间距离的关系的曲线，〖H分子形成过程中能量随核间距的变化〗
由图可知，当两个H原子从远处互相接近时，出现两种情况：如果两个H原子的1s电子自旋方向相反，随两原子的核间距离R的减小，系统能量逐渐降低，当核间距为R＝R 时，能量降到最低值E，两核间电子云密度较为密集；如果两个H原子的1s电子自旋方向相同，随着核间距R的减小，系统能量逐渐升高。由此可知，自旋方向相反的两个H原子以核间距R相结合，可以形成稳定的H分子，这一状态称为氢分子的基态，此时体系的能量低于两个未结合时H原子的能量。相反，如两个H原子的1s电子自旋方向相同，则体系的能量随R的减小而增大，1s电子在核间的几率密度很小，这意味着两个氢原子趋向分离而不能键合。因此根据量子力学的基本原理，氢分子的基态之所以能成键，是由于两个氢原子的1s原子轨道互相重叠时，ψ1s都是正值，相加后使两个核间的电子云密度有所增加。在两核间出现的电子云密度较大的区域，一方面降低了两核间的正电排斥，另一方面增大了两个核对电子云密度较大区域的吸引，有利于体系势能的降低和形成稳定的化学键。这种由共用电子对所形成的化学键称为共价键(covalent
bond)。〖H分子的两种状态〗 |
分子形成过程中能量随核间距的变化
