Kas yra orbitalė?

Chemijos ir fizikos orbitalė - funkcijos vadinamas bangų, kuriame aprašomi būdingomis ne daugiau kaip du elektronų apylinkės iš atomo branduolio arba branduolių sistemos, kaip molekulėje. "Orbital dažnai vaizduojamas kaip trimatis srityje, per kurį yra 95 proc tikimybė rasti elektroną.

Orbitalės ir orbita

Kai planeta juda aplink Saulę, tai apibrėžia kelią vadinamą orbita. Panašiai atomas gali būti atstovaujama elektronų forma, sukasi ratu orbitoje aplink branduolį. Tiesą sakant, viskas yra skirtingi, ir elektronai yra erdvės žinomas kaip orbitalė srityse. Chemijos atomas turinys supaprastinta skaičiavimo modelį, skaičiuojant Šriodingerio lygtis banga, taigi ir nustatyti galimas būsenas elektronų.

Orbita ir orbitalės skamba panašiai, tačiau jie turi visiškai skirtingas reikšmes. Labai svarbu suprasti skirtumą tarp jų skirtumas.

Vaizdai negali Orbita

Statyti kažką trajektoriją, jums reikia tiksliai žinoti, kur objektas yra ir gebėti nustatyti, kur jis bus per akimirką. Tai nėra įmanoma elektrono.

Pagal Heizenbergo neapibrėžtumo principas, tai yra neįmanoma tiksliai žinoti, kur dalelės yra šiuo metu ir kur jis bus vėliau. (Tiesą sakant, principas teigia, kad neįmanoma nustatyti, tuo pačiu laiku ir su absoliučiu tikrumu savo pagreitį ir impulso).

Todėl, ji yra neįmanoma sukurti orbitą judėjimą aplink branduolio elektronų. Ar tai didelė problema? Ne. Jei kažkas yra neįmanoma, tai turėtų būti imtasi, ir rasti būdų, kaip gauti aplink.

Elektroniniai vandenilio - 1s-plokštuminis

Tarkime, kad yra vieną vandenilį ir tam tikru laiku grafiškai įspaudu vieno elektrono poziciją. Netrukus po to, procedūra kartojama, o stebėtojas nustato, kad dalelė yra naujos padėties. Kaip ji išlipo pirmąją vietą Antra, nėra žinoma.

Jei mes ir toliau veikti tokiu būdu, palaipsniui susiformavo 3D žemėlapis tikėtinų vietų, kur dalelių rūšies.

Tuo atveju, kai vandenilio atomo elektronų gali būti bet kurioje rutulio formos supančią erdvę branduolį. Diagrama rodo skerspjūvį sferinio vietą.

95% laiko (ar bet kokio kito procentais, nes šimtu procentų tikrumo gali suteikti visatos matmenys), elektronų bus per gana lengvai nustatoma kosmoso regione pakankamai arti šerdies. Toks sklypas vadinama orbitinis. Orbitalė - Erdvės regionas, kuriame yra elektronų.

Kas jis daro? Mes nežinome, negalime žinoti, ir todėl aš tiesiog ignoruoti problemą! Galime tik pasakyti, kad jei elektronų yra ypač Orbital, ji turės tam tikrą energiją.

Kiekvienas Orbital turi pavadinimą.

Okupuotos vandenilio elektronų erdvė vadinama 1s-orbitos. Įrenginys čia reiškia, kad dalelių yra ne šalia į energijos lygį šerdies. S parodo, kad orbitos formą. S-orbitalės sferiškai vienodu atstumu, susijusios su šerdies - bent jau kaip tuščiavidurio sferą gana tvirtos medžiagos su jos centre šerdies.

2s

Kitas orbitos - 2s. Jis yra panašus į 1s, išskyrus tai, kad plotas, greičiausiai rasti elektroną yra toliau nuo branduolio. Šis antrasis orbitinis energijos lygį.

Jei atidžiai, jūs pastebėsite, kad arčiau branduolio turi dar vieną regioną šiek tiek aukštesnio elektronų tankio ( "tankis" yra dar vienas būdas kreiptis į tikimybę, kad dalelė būna tam tikroje vietoje).

2S-elektronai (ir 3s, 4s, ir D. pan.) Praleisti dalį savo laiko yra daug arčiau atomo centre, nei galima būtų tikėtis. Tai lemia šiek tiek sumažėjo jų energijos s-orbitalių. Kuo arčiau elektronų priartėja prie branduolį, tuo mažiau jų energiją.

3S-, 4s-orbitalės (ir D. t.), Išdėstytą toliau nuo centro atomo.

P-orbitalės

Ne visi elektronai gyvena S-orbitos (iš tiesų, labai nedaugelis iš jų yra ten). Pirmąją energijos lygis vienintelė vieta jiems yra 1s, antrasis papildomas 2s ir 2p vietą.

Orbitalės Šio tipo rodomi daugiau kaip 2 identiški balionai yra sujungti vienas su kitu į branduolį. Diagrama rodo, skerspjūvio vaizdas iš 3-erdvinių regione. Vėlgi, orbitos tik parodo regionas su 95 procentų tikimybe rasti vieną elektroną.

Jei mes įsivaizduoti horizontalią plokštumą, kad eina per taip, kad viena dalis orbitą bus įsikūręs virš plokštumos, o kitos po juo branduolys, tai yra nulis tikimybė rasti elektroną šiame lėktuve. Kadangi dalelių juda iš vienos pusės į kitą, jei jis niekada negalės praeiti pro žiedo plokštuma? Taip yra dėl jos bangų pobūdį.

Skirtingai nuo S-, P-Orbital turi tam tikrą kryptingumas.

Bet energijos lygį gali turėti tris visiškai lygiaverčius p orbitalės stačiu kampu vienas į kitą. Jie yra pasirinktinai paskirta simbolių p _{x, y p,} ir p _z. Taigi padaryta dėl patogumo - ką reiškia iš X, Y ar Z kryptimis, ji nuolat keičiasi, T atomas atsitiktinai juda erdvėje ...

P-orbitalės antrame energijos lygį yra vadinamas 2p _x 2p _y ir _{z 2p.} Yra panašus orbitinis ir sekite _{- 3p x, 3p Y, 3p} Z, 4p x, 4p Y, 4p Z ir pan.

Visi lygiai, išskyrus pirmas, turi p-orbitalės. Aukštojo "žiedlapių" ištraukti, su labiausiai tikėtinas vieta rasti elektroną ne didesniu atstumu nuo branduolio.

D- ir f-orbitalės

Be S- ir p-orbitalių, yra du kiti rinkiniai orbitales turimų elektronų didesnių energijos lygius. Trečioji galimu iš penkių d-orbitalėse (su sudėtingų formų ir pavadinimų) ir 3S- ir 3p-orbitalėse _{(3p x, y 3p, 3p} z). Iš viso yra 9 iš jų čia.

Ketvirtą, kartu su 4s ir 4P ir 4d atsiranda papildomų 7 F-orbitalės - tik 16, taip pat galima rasti visų didesnių energijos lygius.

Nakvynė elektronų orbitalės

Atomas gali būti atstovaujama kaip labai išgalvotas namuose (kaip apverstos piramidės) su branduolio gyvena pirmame aukšte, ir įvairių kambarių viršutiniuose aukštuose užima elektronai:

• pirmame aukšte yra tik 1 vonios kambarys (1s);
• antra turi keturis kambarius (2s, 2p _x 2p _Y ir 2p _Z);
• trečiame aukšte yra 9 kambariai (vienas 3S, trys 3p penki 3D-orbitalių) ir pan.

Tačiau kambariai nėra labai didelis. Kiekvienas iš jų gali būti tik 2 elektronai.

Patogus būdas parodyti orbitalė, kurioje dalelės yra - yra atkreipti "kvantinę ląstelę."

Quantum ląstelių

Orbitalė gali būti atstovaujama kaip kvadratų su juose elektronai, vaizduojamų kaip strėlių. Dažnai rodyklės į viršų ir žemyn, yra naudojami parodyti, kad šios dalelės skiriasi vienas nuo kito.

Susijusias su skirtingomis elektroną atomo būtinybė yra kvantinės teorijos pasekmė. Jei jie yra skirtingose orbitales - tai gerai, bet jei jie yra vieną, tarp jų turėtų būti šiek tiek subtilus skirtumas. Kvantinė teorija suteikia dalelių, kuris yra vadinamas "sukinio" savybes - tik jį ir rodo rodykles kryptimi.

1S-orbitos elektronai su dviejų vaizduojamas kaip kvadratas su dviem rodyklėmis į viršų ir žemyn, tačiau ji taip pat gali būti registruojami net greičiau kaip 1s ^2. Tai suprantamas kaip "vienas -ai du", o ne kaip "vienas s kvadratu". Nepainiokite numerius šį formatą. Ji žymi pirmąjį energijos lygį, o antrasis - dalelių apie orbita skaičių.

hibridizacija

Chemijos, hibridizacija yra maišymo orbitalė į naują hibridinis gali sudaryti poras elektronų, kad sudarytų cheminius ryšius koncepcija. Sp-hibridizacijos paaiškina cheminius ryšius iš junginių, tokių kaip alkinus. Šiame modeliu, orbitalė iš anglies 2s ir 2p yra sumaišomi, sudarančius dvi SP-orbitalės. Acetileno C ₂ H ₂ susideda iš sp-SP-pynimo du anglies atomus, kad susidarytų σ-ryšį ir du papildomus π-obligacijas.

Anglies orbitalė, esantys sotieji angliavandeniliai, turi tas pačias ^sp3 hibridinis plokštuminis, Hantelio formos, viena, kurios dalis yra daug didesnis nei kita.

Sp ² yra panašus į ankstesnį hibridizacijos ir pagaminamas sumaišant vieną S ir du p-orbitalės. Pavyzdžiui, etileno molekulės yra suformuota tris sp ² - ir vieną p-orbitinį.

Orbitalė: pildymo principas

Įsivaizduodami perėjimus iš vieno atomo į kitą periodinės lentelės cheminių elementų, ji yra įmanoma įdiegti kitą elektroninę struktūrą atomo pateikimo daugiau dalelių į kitą galimą plokštuminis.

Elektronai, prieš užpildant aukštesnius energijos lygius, užima mažiau, arčiau šerdies. Jei yra pasirinkimas, jie alsuoja individualiai orbitales.

Tokia procedūra užpildyti žinomas kaip Hund taisyklė. Jis taikomas tik tada, kai orbitalė turi lygias jėgas, o taip pat padeda sumažinti atstūmimo tarp elektronų, todėl stabilesnis atomą.

Reikėtų pažymėti, kad S-orbitinis energijos visada šiek tiek mažiau nei tuo pačiu energijos lygį rajone, todėl pirmasis visada yra užpildytas prieš paskutinis.

Kas yra tikrai keista yra padetis 3D-orbitalės. Jie yra aukštesniame lygyje nei 4s, todėl 4S-orbitalės yra užpildytas pirmas, ir tada visi 3D- ir 4p-orbitalės.

Panašus painiava atsiranda ir aukštesniame lygyje su daug siūlių tarp savęs. Todėl, pavyzdžiui, 4f orbitalė nėra užpildytas iki visos vietos yra užimtos ne 6s.

Žinios pripildymo procedūra yra itin svarbios, kaip apibūdinti elektroninę struktūrą supratimą.