描述微觀粒子運動規(guī)律要靠量子力學。量子力學的基本方程是薛定諤(Schrodinger，奧地利)方程。具有單電子及一個原子核的體系有氫(Z=1)原子及類氫離子如He (Z=2)，Li² (Z=3)，等。這是原子核外電子運動的最簡單的體系。描述它的薛定諤方程為

這是一個二階偏微分方程。它意味著質(zhì)量為m離原子核的距離為r的電子的總能量E由兩大項構(gòu)成：動能項(方程式左邊第一大項)和勢能項(方程式左邊后一項)組成。原子核的核電荷為該核原子序與電子電荷之乘積Ze。對于受向心力場作用而繞核旋轉(zhuǎn)的電子運動的方程在求解時采用球坐標系(r，θ， )顯然更方便。它與直角坐標系有如下關(guān)系：

這樣用直角坐標描述的波函數(shù)ψ(x，y，z)可轉(zhuǎn)變成用球坐標來描述ψ(r，θ， )。它們之間只是形式不同，但后者卻更方便。這個薛定諤方程是可以精確求解的。由于求解過程復(fù)雜冗長，不宜也不必在本課程內(nèi)介紹。但為了正確理解化學鍵理論與化學鍵的物理圖像。