Orbital to region lub obszar w przestrzeni wokół jądra atomowego, w którym istnieje największe prawdopodobieństwo znalezienia elektronów. Na schemacie orbitalnym elektron jest reprezentowany przez strzałkę skierowaną do góry, która przedstawia elektron ze spinem + ½, lub skierowaną w dół, co reprezentuje elektron o spinie -½. Aby oznaczyć rozkład orbitali w atomach, strzałki te są umieszczone na poziomej linii, w okręgu lub ogólnie w pudełku.
Diagramy orbitalne ułatwiają wyznaczanie wartości liczb kwantowych, a mianowicie magnetycznych liczb kwantowych i spinowych liczb kwantowych. A co z główną liczbą kwantową i liczbą kwantową azymutu? Oba można łatwo określić, po prostu patrząc na ich konfiguracje elektronów.
W tym artykule omówimy kroki i zasady przygotowania diagramu orbitalnego.
Kroki przygotowania diagramu orbitalnego
1. Zapisz konfigurację elektronów zgodnie z regułą Aufbau.
Reguła Aufbau mówi, że ładowanie elektronów na orbicie zaczyna się od najniższego poziomu energii do wyższego poziomu energii. Orbitale s mają najniższe poziomy energii i są wyższe odpowiednio dla orbitali p, d i f. Wypełnienie elektronów w orbitali można zilustrować poniższym diagramem.
Źródło obrazu: mediabelajaronline.blogspot.com
Każda podpowłoka ma maksymalną liczbę elektronów, a mianowicie:
- Podpowłoka zawiera maksymalnie 2 elektrony
- Podpowłoka p zawiera maksymalnie 6 elektronów
- Podpowłoka d zawiera maksymalnie 10 elektronów
- Podpowłoka f zawiera maksymalnie 14 elektronów
Odwołując się do powyższego rysunku i informacji, możemy zapisać następującą sekwencję konfiguracji elektronów:
1s2 2s2 2p66 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 … itp.
2. Orbital będzie reprezentowany przez kwadrat. S = 1 orbital kwadratowy, p = 3 orbital kwadratowy, d = 5 orbital kwadratowy if = 7 orbital kwadratowy.
Źródło: mediabelajaronline.blogspot.com
3. Wypełnij pole orbity elektronami należącymi do każdej podpowłoki ze strzałką w górę lub w dół. Jedno pudełko jest wypełnione maksymalnie 2 elektronami. Orbitale o tej samej energii są reprezentowane przez grupę kwadratów obok siebie. Z drugiej strony orbitale o różnych poziomach energii są reprezentowane przez oddzielne kwadraty. Podczas wypełniania orbitali elektronowych należy przestrzegać kilku zasad, a mianowicie:
A. Zasada zakazu Pauliego
Zasada zakazu Pauliego mówi, że:
“ Żadne dwa elektrony w atomie nie mogą mieć takich samych czterech liczb kwantowych. Te same orbitale będą miały te same liczby kwantowe n, l i m. To, co ją wyróżnia, to tylko spinowe liczby kwantowe ”.
Oznacza to, że każdy orbital zawiera maksymalnie dwa elektrony w przeciwnych kierunkach spinu.
B. Zasady Hunda
Fizyk z Niemiec Friedrich Hund (1927) przedstawił zasady wypełniania elektronów na orbitali, a mianowicie:
„Orbital o tej samej energii, każdy najpierw wypełniony jednym elektronem w tym samym kierunku (spin), następnie elektrony wejdą na orbitale w przeciwnym kierunku (spin), czyli innymi słowy w podpowłoce, która jest inna. To samo , każdy orbital jest wypełniony jednym elektronem w tym samym kierunku strzałki, następnie pozostałe elektrony są wypełnione jako elektron partner w kierunku przeciwnym do strzałki ”.
Aby zrozumieć powyższe stwierdzenie, rozważmy następujący przykład diagramu elektronowego:
Źródło: mediabelajaronline.blogspot.com
Jeśli spojrzymy na diagram orbitalny pierwiastka S w konfiguracji 3p 4, trzy elektrony są umieszczone najpierw ze strzałką w górę, a pozostały 1 elektron jest reprezentowany przez strzałkę w dół. Odbywa się to zgodnie z zasadami Hunda.
To jest wyjaśnienie zasad tworzenia diagramów orbitalnych. Postępując zgodnie z powyższymi zasadami, możesz łatwo pisać diagramy orbity. Czy masz jakieś pytania w tej sprawie? Wpisz swoje pytanie w kolumnie komentarzy. I nie zapomnij podzielić się tą wiedzą.
