Atomske orbitale

Atomske orbitale so območje okoli jedra atoma, kjer bo verjetno elektron

Kaj so atomske orbitale?

A Atomska orbitala Opredeljen je kot tridimenzionalno območje okoli jedra atoma, v katerem bo verjetno našel elektron. Tako kot orbite planetov, obstajajo tudi orbitale, ki so manjše in so bližje jedru, in drugi, ki so nadaljnji.

Atomske orbitale so opredeljene z nizom treh kvantnih številk. Ne glede na te številke, le dva elektrona, ki morata imeti nasprotne hrbtenice, v vsakem orbitalu.

Spomnimo se, da atomi tvorijo jedro pozitivnega naboja, ki vsebuje protone in nevtrone, obkrožene z enim ali več elektroni. Slednji so zelo majhni delci z negativno obremenitvijo in se vrtijo okoli jedra, zahvaljujoč privlačnosti nasprotnih obremenitev.

Elektroni se vrtijo okoli jedra, podobno, kako se planeti vrtijo okoli sonca. Vendar "orbite" elektronov niso ravne, niti niso dobro opredeljene kot planete. Elektroni so organizirani v tistih območjih vesolja, imenovanih atomske orbitale.

Vrste atomskih orbital

Atomske orbitale so lahko čiste orbitalne atomske hibridne orbitale. Poleg tega so čiste atomske orbitale lahko različnih vrst.

Čiste atomske orbitale

Kot že ime pove, so to najpreprostejše atomske orbitale. Vsak izolirani atom ima enakovreden niz čistih ali nekombiniranih atomskih orbitalov. Te so lahko različnih vrst:

• Orbitale S: So orbitale na sferično in so najbolj prodirajo od vseh atomskih orbitalov (to je, da tisti, ki večino časa postavljajo elektron bližje jedru).
• Orbitale P: Te orbitale obstajajo z druge stopnje energije. So orbitale, ki imajo dva režnja, usmerjena vzdolž ene od kartezijanskih koordinatnih osi. V vsakem atomu so tri ravni orbitalne P, ki so orbitale p_x, str_in In p_z.
• Orbitale D: So niz malo prodornih orbital z raznolikimi oblikami in ki obstajajo od tretje stopnje energije. Na isti ravni energije je lahko pet različnih orbital, ki so D_Xy, d_Xz, d_{in z}, d_X2-y2 in d_Z2.
• Orbitale F: So atomske orbitale, ki obstajajo le iz četrte stopnje energije. Na vsaki ravni je največ sedem f -tipov.

Vam lahko služi: termodinamični procesi

Hibridne atomske orbitale

So atomske orbitale, ki so posledica kombinacije čistih atomskih orbital. Njegova oblika in prostorska orientacija je odvisna od orbital, ki se združujejo. Nekaj ​​primerov hibridnih orbital je Orbitals SP, SP², sp³, sp³D, sp³d², itd.

Atomska orbitalna hibridizacija

Atomska orbitalna hibridizacija je kombinirani proces čistih atomskih orbitalov, da tvorijo hibridne atomske orbitale z ustrezno orientacijo, da tvorijo vezi med atomi.

Te hibridne orbitale so predstavljene s črkami čistih orbitalov, ki so bile mešane, z eksponenti, ki označujejo število vsake vrste čiste orbitale, ki je vstopila v mešanico. Na primer Sposs Orbital SP³D tvori orbitalno s, tri p in en d.

Zakaj so hibridne orbitale?

Glede na teorijo povezav Valencia se kemična vez nastane, ko je atomska orbitala enega atoma preplavljena z atomsko orbitalo drugega, da tvori kovalentno vez. Če je prekrivanje frontalno, se tvori vez tipa sigma in če nastane pi vez.

To pomeni, da morajo atomske orbitale, da se oblikuje kovalentna vez, imeti ustrezno orientacijo.

Vendar to ni vedno mogoče s čistimi atomskimi orbitali (S, P, D in F). Torej, v skladu s teorijo, atomi združujejo atomske orbitale, da tvorijo niz novih hibridnih orbitalov, ki imajo ustrezno orientacijo.

Usposabljanje hibridnih orbital

Hibridizacija je podobna kombiniranju sokov različnih plodov.

Vam lahko služi: teoretična zmogljivost

Če kombiniramo 3 čiste atomske orbitale (tri kozarce različnih sadnih sokov), bomo vedno dobili tri hibridne atomske orbitale (tri mešalna očala).

Po drugi strani pa več kozarcev vrste soka dodamo mešanici, bolj bo zmes tej vrsti soka videti. Podobno je bolj atomske orbitale mešanja, potem bo bolj hibridne orbitale videti kot te čiste orbitale.

Atomske kvantne in orbitalne številke

Različne atomske orbitale ustrezajo matematičnim rešitvam Schröding enačbe. Te rešitve so povezane z nizom celih števil, imenovanih kvantno število.

Atomska orbitala je definirana s prvimi tremi kvantnimi številkami:

Glavna kvantna številka (n)

To določa raven energije orbitala in s tem povprečno razdaljo elektrona do jedra. To je naravno število od 1 naprej.

Sekundarni kvantni ali kotni zagon (L)

To določa tudi energijsko sub -ravni, to določa obliko atomske orbitale. Lahko ima vrednosti med 0 in N-1 in določi vrsto atomske orbitale, da gre za:

• Če je l = 0, potem bo to orbital
• Ko je l = 1, bo to orbitalni tip P
• Če je L = 2, bo to orbitalni tip D
• Ko je l = 3, bo to orbitala tipa F itd.

Kotni zagon določa, koliko sub -ravni se prilega v vsako glavno raven energije. Kar zadeva vsako N vrednost, ima lahko vrednosti med 0 in N-1, tako da bo število možnih podlopkov vedno enako n.

Kvantno število magnetnega trenutka (m_l)

Določite orientacijo v atomskem orbitalnem prostoru. To lahko pridobi celotne vrednosti med -L in +L (vključno z 0) in določi število atomskih orbitalov znotraj vsake pod -ravnice.

Lahko vam služi: alfa-zotoglutarate: lastnosti, funkcije in aplikacije

Na primer, v pod -ravni p, ki ustreza l = 1, obstajajo tri orbitale, saj m_l Lahko je vreden -1, 0 in +1 (kar ustreza orbitalom P_x, str_in In p_z).

Navedimo primer: Elektronska konfiguracija atoma kemičnega elementa bora s 5 elektroni je 1s²2s²2str_x¹: Orbital 1s Vsebuje dva elektrona, 2s vsebuje še dva in orbital 2str_x Vsebuje eno.

Drug primer: Elektronska konfiguracija ogljika s šestimi elektroni ima elektronsko konfiguracijo 1s²2s²2str_x¹2str_in¹, Kadar ima 1S orbital dva elektrona, tudi 2s in zadnji dve orbitali vsebujeta en sam elektron.

Primeri atomskih orbital

Vsako atomsko orbitalo določa določena kombinacija prvih treh kvantnih številk. Spodaj je predstavljeno nekaj primerov atomskih orbital in njihovih kvantnih števil:

Orbitalno	n	l	ml
1s	1	0	0
3DXy	3	2	-2
4pz	4	1	+1
5 dX2-y2	5	2	+2

Reference

1. Britannica, urednica Encyclopeedia (2020). Orbitalno | Kemija in fizika. Vzeti iz Britannice.com.
2. Byju (2021). Splošne smernice Uredbe o varstvu podatkov (GDPR). Vzet iz Byjusa.com.
3. LibeTexts - Turo School v Cornwallu (2020). Atomske orbitale. Vzeti iz kem.Librettexts.org.