Atomorbitaler

Atomiska orbitaler är en region runt kärnan i en atom där en elektron troligen kommer att vara

Vad är atomiska orbitaler?

En Atombanor Det definieras som en trepedimensionell region runt kärnan i en atom, där den troligtvis hittar en elektron. Liksom planets banor finns det orbitaler som är mindre och som är närmare kärnan och andra som är vidare.

Atomiska orbitaler definieras av en uppsättning av tre kvantantal. Oavsett dessa siffror är det bara två elektroner som måste ha motsatta ryggar som passar i varje omlopp.

Kom ihåg att atomer bildas av en positiv laddningskärna som innehåller protoner och neutroner, omgiven av en eller flera elektroner. De senare är mycket små partiklar med negativ belastning och kretsar kring kärnan tack vare attraktionen av motsatta belastningar.

Elektronerna kretsar kring kärnan som liknar hur planeterna kretsar kring solen. Emellertid är "banorna" av elektroner inte platta, och de är inte väl definierade som planeterna. Elektronerna är organiserade i de områden i rymden som kallas atomiska orbitaler.

Typer av atomorbitaler

Atomiska orbitaler kan vara rena orbital atomhybrid orbitaler. Dessutom kan rena atomorbitaler vara av olika typer.

Rena atomiska orbitaler

Som ditt namn antyder är dessa de enklaste atomiska orbitalerna. Varje isolerad atom har en ekvivalent uppsättning rena eller icke -kombinerade atomorbitaler. Dessa kan i sin tur vara av olika typer:

• Orbitaler S: De är orbitaler på ett sfäriskt sätt och är de mest penetrerande av alla atomiska orbitaler (det vill säga de som placerar elektronen närmare kärnan för det mesta).
• Orbital P: Dessa orbitaler finns från den andra energinivån. De är orbitaler som har två lober orienterade längs en av de kartesiska koordinataxlarna. Det finns tre orbital P -energinivåer i varje atom, som är orbitalerna P_x, p_och Och s_z.
• Orbitaler D: De är en uppsättning små penetrerande orbitaler med olika former och som finns från den tredje energinivån. På samma energinivå kan det finnas fem olika orbitaler, som är D_Xy, d_Xz, d_{och z}, d_X2-y2 och D_Z2.
• Orbital F: De är atomiska orbitaler som bara finns från den fjärde energinivån. På varje nivå finns det högst sju f -typer.

Kan tjäna dig: termodynamiska processer

Hybridatomiska orbitaler

De är atomorbitalerna som är resultatet av kombinationen av rena atomorbitaler. Dess form och rumslig orientering beror på de orbitaler som kombineras. Några exempel på hybrid orbitaler är orbitalerna sp, sp², sp³, sp³D, sp³d², etc.

Atomisk orbital hybridisering

Atomisk orbital hybridisering är kombinationsprocessen för rena atomorbitaler för att bilda hybridatomorbitaler med adekvat orientering för att bilda bindningar mellan atomer.

Dessa hybrid orbitaler är representerade med bokstäverna i de rena orbitalerna som var blandade, med exponenter som indikerar antalet av varje typ av ren omlopp som kom in i blandningen. Till exempel en sposs orbital sp³D bildas av en orbital S, tre P och en D.

Varför är hybrid orbitaler?

Enligt Valencia -länkteorin bildas den kemiska bindningen när en atomisk orbital av en atom är överväldigad med atombanan för en annan för att bilda en kovalent bindning. Om överlappningen är frontal bildas en bindning av sigma och om en Pi -bindning bildas.

Detta innebär att för att den kovalenta bindningen ska bildas måste atomiska orbitaler ha lämplig orientering.

Detta är emellertid inte alltid möjligt med rena atomorbitaler (S, P, D och F). Så enligt teorin kombinerar atomer atomorbitaler för att bilda en uppsättning nya hybrid orbitaler som har tillräcklig orientering.

Utbildning av hybrid orbitaler

Hybridisering liknar att kombinera juice av olika frukter.

Kan tjäna dig: teoretisk prestanda

Om vi ​​kombinerar 3 rena atomorbitaler (tre glas olika fruktjuicer) kommer vi alltid att få tre hybridatomorbitaler (tre blandningsglas).

Å andra sidan, ju fler glas av en typ av juice vi lägger till blandningen, desto mer kommer blandningen till denna typ av juice att se ut. På samma sätt kommer de mer atomiska orbitalerna av en blandningstyp, då de mer hybrid orbitalerna kommer att ses ut för dessa rena orbitaler.

Atomiska kvant- och omloppssiffror

De olika atomorbitalerna motsvarar de matematiska lösningarna i Schröding -ekvationen. Dessa lösningar är associerade med en uppsättning hela siffror som kallas kvantantal.

En atomisk orbital definieras av de tre första kvantantalet:

Huvudantalet (N)

Detta definierar orbitalens energinivå och därför elektronens genomsnittliga avstånd till kärnan. Det är ett naturligt antal från 1 och framåt.

Sekundär kvantitet eller vinkelmoment (L)

Även kallad Energy Sub -Level, detta bestämmer formen på en atomisk orbital. Det kan ha värden mellan 0 och n-1 och bestämma vilken typ av atomisk orbital som det handlar om:

• Om L = 0, kommer det att vara en S -omlopp
• När l = 1 kommer det att vara en orbital typ p
• Om L = 2 kommer det att vara en orbital typ D
• När L = 3 kommer det att vara en typ av orbital etc.

Vinkelmomentet bestämmer hur många undernivåer som passar in i varje huvudsaklig energinivå. När det gäller varje n-värde kan l ha värden mellan 0 och n-1, så antalet möjliga undernivåer kommer alltid att vara lika med n.

Kvantantal magnetiskt ögonblick (m_l)

Bestäm orienteringen i atomområdet. Detta kan få hela värden mellan -l och +l (inklusive 0) och bestämmer antalet atomorbitaler inom varje undernivå.

Det kan tjäna dig: alfa-zotoglutarat: egenskaper, funktioner och applikationer

Till exempel, i sub -nivå p, som motsvarar l = 1, finns det tre orbitaler, eftersom m_l kan vara värt -1, 0 och +1 (motsvarande orbitalerna p_x, p_och Och s_z).

Låt oss ge ett exempel: den elektroniska konfigurationen av en atom i borkemisk element, med 5 elektroner, är 1s²2s²2p_x¹: Orbital 1s Den innehåller två elektroner, 2: erna innehåller två till och orbital 2p_x Den innehåller en.

Ett annat exempel: den elektroniska kolkonfigurationen, med sex elektroner, har elektronisk konfiguration 1s²2s²2p_x¹2p_och¹, Där 1s orbital har två elektroner, innehåller 2s och de två sista orbitalerna en enda elektron.

Exempel på atomorbitaler

Varje atomisk orbital bestäms av en viss kombination av de första tre kvantantalet. Några exempel på atomorbitaler och deras respektive kvantantal presenteras nedan:

Omlopps-	n	l	ml
1s	1	0	0
3DXy	3	2	-2
4pz	4	1	+1
5 DX2-y2	5	2	+2

Referenser

1. Britannica, redaktörerna för Encyclopaedia (2020). Orbital | Kemi och fysik. Hämtad från Britannica.com.
2. Byju (2021). Allmänna riktlinjer för dataskydd (GDPR) BYJU: s. Hämtad från byju.com.
3. LiBetExts - Turo School i Cornwall (2020). Atomorbitaler. Hämtad från kem.Librettexts.org.