Atomi -orbitaalit

Atomien kiertoradat ovat alue atomin ytimen ympärillä, jossa elektroni todennäköisesti on

Mitkä ovat atomien kiertoratoja?

Eräs Atomi -orbitaali Se määritellään kolmiulotteiseksi alueeksi atomin ytimen ympärillä, josta se todennäköisesti löytää elektronin. Kuten planeettojen kiertoradat, on pienempiä kiertoratoja ja lähempänä ydintä, ja muut, jotka ovat edelleen.

Atomien kiertoradat määritetään kolmen kvantinumeron joukkoon. Näistä numeroista riippumatta vain kaksi elektronia, joilla on oltava vastakkaiset piikit, jotka sopivat jokaiseen kiertoradalle.

Muista, että atomit muodostuvat positiivisella varausydinllä, joka sisältää protoneja ja neutroneja, joita ympäröivät yksi tai useampi elektroni. Jälkimmäiset ovat hyvin pieniä hiukkasia, joilla on negatiivinen kuorma, ja pyörivät ytimen ympärillä vastakkaisten kuormitusten vetovoiman ansiosta.

Elektronit pyörivät ytimen ympärillä, joka on samanlainen kuin kuinka planeetat kiertävät auringon ympärillä. Elektronien "kiertoradat" eivät kuitenkaan ole tasaisia, eivätkä ne ole hyvin määritelty planeettojen kanssa. Elektronit on järjestetty atomi -kiertoradalle nimeltään avaruuden alueille.

Tyypit atomiorbitaalit

Atomien orbitaalit voivat olla puhtaita orbitaliatomiahybridi -kiertoratoja. Lisäksi puhtaat atomien orbitaalit voivat olla erityyppisiä.

Puhtaat atomien kiertoradat

Kuten nimesi viittaavat, nämä ovat yksinkertaisimmat atomi -kiertoradat. Jokaisella eristetyllä atomilla on vastaava joukko puhtaita tai ei -yhdisteltyjä atomiorbitaaleja. Nämä puolestaan ​​voivat olla erityyppisiä:

• Orbitaalit S: Ne ovat kiertorataa pallomalla ja tunkeutuvat kaikista atomien kiertoradaista (ts. Ne, jotka asettavat elektronin lähemmäksi ytimtä suurimman osan ajasta)).
• Orbitaalit p: Nämä kiertoradat ovat olemassa toisesta energiatasosta. Ne ovat kiertoratoja, joissa on kaksi lohkoa, jotka on suunnattu yhtä Cartesian koordinaattiakselia pitkin. Jokaisessa atomisessa on kolme kiertoradan P -energiatasoa, jotka ovat orbitaalit p_x, p_ja Ja p_{z -z}.
• Orbitaalit d: Ne ovat joukko pieniä tunkeutuvia orbitaaleja, joilla on erilaisia ​​muotoja ja jotka ovat olemassa kolmannesta energiatasosta. Samalla energiatasolla voi olla viisi erilaista kiertorataa, jotka ovat D_Xy, d -d_XZ, d -d_{ja z}, d -d_X2-y2 ja D_Z2.
• Orbitaalit f: Ne ovat atomien kiertoratoja, joita esiintyy vain neljännestä energiatasolta. Jokaisella tasolla on korkeintaan seitsemän F -tyyppiä.

Voi palvella sinua: termodynaamiset prosessit

Hybridi -atomien kiertoradat

Ne ovat atomien kiertoratoja, jotka johtuvat puhtaiden atomiorbitaalien yhdistelmästä. Sen muoto ja alueellinen suunta riippuu yhdistettyistä kiertoradaista. Joitakin esimerkkejä hybridi -orbitaaleista ovat Orbitals SP, SP², SP³, SP³D, SP³d -d², jne.

Atomi -kiertoradan hybridisaatio

Atomiorbitaalin hybridisaatio on puhtaiden atomiorbitaalien yhdistelmäprosessi hybridi -atomiorbitaalien muodostamiseksi, joilla on riittävä suunta muodostaa sidoksia atomien välillä.

Nämä hybridi -kiertoradat on esitetty sekoitettujen puhtaiden kiertoratojen kirjaimilla, eksponenteilla, jotka osoittavat kunkin seoksen syöttäneen puhtaan kiertoradan tyypin lukumäärän. Esimerkiksi Sposs Orbital Sp³D muodostuu kiertoradalla, kolme p ja yksi d.

Miksi hybridi -orbitaalit ovat?

Valencia -linkkiteorian mukaan kemiallinen sidos muodostuu, kun yhden atomin atomi kiertoradalla on hätkähdytetty toisen atomi -kiertoradan muodostamiseksi kovalenttisen sidoksen muodostamiseksi. Jos päällekkäisyys on frontaalinen, muodostuu sigmatyyppinen sidos ja jos muodostuu pi -sidos.

Tämä tarkoittaa, että kovalenttisen sidoksen muodostumisen, atomien orbitaalien on oltava asianmukainen suuntaus.

Tämä ei kuitenkaan ole aina mahdollista puhtailla atomien kiertoradalla (S, P, D ja F). Joten teorian mukaan atomit yhdistävät atomiorbitaalit muodostaen joukko uusia hybridi -kiertoratoja, joilla on riittävä suuntaus.

Hybridi -kiertoratojen koulutus

Hybridisaatio on samanlainen kuin eri hedelmien mehujen yhdistäminen.

Voi palvella sinua: teoreettinen suorituskyky

Jos yhdistämme 3 puhdasta atomiorbitaalia (kolme lasillista erilaisia ​​hedelmämehuja), saamme aina kolme hybridiatomiarbitaalia (kolme sekoituslasia).

Toisaalta, mitä enemmän lasillisia mehua lisäämme seokseen, sitä enemmän seosta tämän tyyppiseen mehuun näyttää. Samoin sekoitustyypin atomiorbitaalit, niin hybridi -orbitaalit näyttävät näille puhtaille orbitaaleille.

Atomi kvantti- ja kiertoradan luvut

Eri atomiorbitaalit vastaavat Schröding -yhtälön matemaattisia ratkaisuja. Nämä ratkaisut liittyvät kokonaislukujoukkoon, jota kutsutaan kvanttinumeroksi.

Atomiorbitaali määritellään kolmella ensimmäisellä kvantinumerolla:

Pääkvanttiluku (n)

Tämä määrittelee kiertoradan energiatason ja siten elektronin keskimääräisen etäisyyden ytimeen. Se on luonnollinen luku yhdestä eteenpäin.

Toissijainen kvantti tai kulmavirta (l)

Kutsutaan myös energia -alatasoon, tämä määrittää atomi -kiertoradan muodon. Sillä voi olla arvoja välillä 0 ja N-1 ja määrittää atomi-kiertoradan tyyppi, josta kyse on:

• Jos l = 0, niin se on S -kiertoradan
• Kun l = 1, niin se on kiertoradan tyyppi P
• Jos l = 2, niin se on kiertorata D -tyypin D
• Kun l = 3, niin se on tyypin F kiertorata jne.

Kulmainen vauhti määrittää, kuinka monta ala -tasoa sopii jokaiseen pääenergiatasoon. Kunkin N-arvon suhteen L: llä voi olla arvoja välillä 0 ja N-1, joten mahdollisten alatasojen lukumäärä on aina yhtä suuri kuin n.

Magneettisen momentin kvanttimäärä (M_lens-A

Määritä suunta atomi -kiertoradan tilassa. Tämä voi hankkia kokonaiset arvot välillä -L: n ja +L: n välillä (mukaan lukien 0) ja määrittää atomiorbitaalien lukumäärän kussakin alatasolla.

Se voi palvella sinua: Alfa-zotoglutarate: Ominaisuudet, toiminnot ja sovellukset

Esimerkiksi ala -tasolla P, joka vastaa L = 1, on kolme kiertorataa, koska M_lens voi olla arvoinen -1, 0 ja +1 (vastaa orbitaaleja p_x, p_ja Ja p_{z -z}-A.

Annetaan esimerkki: boorikemiallisen elementin atomin elektroninen konfiguraatio 5 elektronilla on 1s²2s²2p_x¹: Orbital 1s Se sisältää kaksi elektronia, 2S sisältää vielä kaksi ja kiertoradan 2p_x Se sisältää yhden.

Toinen esimerkki: Elektronisessa hiilikonfiguraatiossa, jossa on kuusi elektronia, on elektroninen kokoonpano 1s²2s²2p_x¹2p_ja¹, Jos 1: n kiertoradalla on kaksi elektronia, myös 2S ja kaksi viimeistä kiertorataa sisältävät yhden elektronin.

Esimerkkejä atomiorbitaaleista

Jokainen atomiorbitaali määritetään tietyllä kolmen ensimmäisen kvanttiluvun yhdistelmällä. Joitakin esimerkkejä atomiorbitaaleista ja niiden vastaavista kvantinumeroista on esitetty alla:

Orbitaali-	n	lens	mlens
1s	1	0 -	0 -
3DXy	3	2	-2
4Pz -z	4	1	+1
5 DX2-y2	5	2	+2

Viitteet

1. Britannica, Encyclopaedian toimittajat (2020). Orbital | Kemia ja fysiikka. Otettu Britannicasta.com.
2. Byjus (2021). Yleinen tietosuoja -asetus (GDPR) ohjeet Byju's. Otettu byjusista.com.
3. Libetexts - Turo -koulu Cornwallissa (2020). Atomi -orbitaalit. Otettu kemista.Librettexts.org.