Orbital atom

Orbital atom adalah kawasan di sekitar nukleus atom di mana elektron mungkin

Apakah orbital atom?

A Orbital atom Ia ditakrifkan sebagai kawasan tiga dimensi di sekitar nukleus atom, di mana ia mungkin mencari elektron. Seperti orbit planet, terdapat orbital yang lebih kecil dan lebih dekat dengan nukleus, dan yang lain lebih jauh.

Orbital atom ditakrifkan oleh satu set tiga nombor kuantum. Tidak kira nombor ini, hanya dua elektron yang mesti mempunyai duri bertentangan yang sesuai dengan setiap orbit.

Ingatlah bahawa atom dibentuk oleh teras caj positif yang mengandungi proton dan neutron, dikelilingi oleh satu atau lebih elektron. Yang terakhir adalah zarah yang sangat kecil dengan beban negatif, dan berputar di sekitar nukleus terima kasih kepada tarikan beban bertentangan.

Elektron berputar di sekitar nukleus yang serupa dengan bagaimana planet berputar di sekitar matahari. Walau bagaimanapun, "orbit" elektron tidak rata, dan juga tidak ditakrifkan sebagai planet. Elektron dianjurkan di kawasan -kawasan ruang yang dipanggil orbital atom.

Jenis orbital atom

Orbital atom boleh menjadi orbital hibrid atom orbit. Di samping itu, orbital atom tulen boleh menjadi pelbagai jenis.

Orbital atom tulen

Seperti namanya, ini adalah orbital atom yang paling mudah. Setiap atom terpencil mempunyai set yang setara dengan orbital atom tulen atau tidak digabungkan. Ini, seterusnya, boleh menjadi pelbagai jenis:

• Orbital s: Mereka adalah orbital dengan cara sfera dan paling menembusi semua orbital atom (iaitu, yang meletakkan elektron lebih dekat dengan nukleus sepanjang masa).
• Orbital p: Orbital ini wujud dari tahap tenaga kedua. Mereka adalah orbital yang mempunyai dua lobus yang berorientasikan di sepanjang salah satu paksi koordinat Cartesian. Terdapat tiga tahap tenaga orbital P di setiap atom, yang merupakan orbital p_x, p_dan Dan p_z.
• Orbital D: Mereka adalah satu set orbital yang menembusi sedikit dengan pelbagai bentuk dan yang wujud dari tahap ketiga tenaga. Di tahap tenaga yang sama mungkin terdapat lima orbital yang berbeza, iaitu D_Xy, d_Xz, d_{dan z}, d_X2-y2 dan d_Z2.
• Orbital f: Mereka adalah orbital atom yang hanya wujud dari tahap keempat tenaga. Di setiap peringkat terdapat maksimum tujuh jenis F.

Boleh melayani anda: proses termodinamik

Orbital atom hibrid

Mereka adalah orbital atom yang disebabkan oleh gabungan orbital atom tulen. Bentuk dan orientasi spatialnya bergantung pada orbital yang digabungkan. Beberapa contoh orbital hibrid adalah orbitals sp, sp, sp², sp³, sp³D, sp³d², dan lain-lain.

Hibridisasi orbital atom

Hibridisasi orbital atom adalah proses kombinasi orbital atom tulen untuk membentuk orbital atom hibrid dengan orientasi yang mencukupi untuk membentuk ikatan antara atom.

Orbital hibrid ini diwakili dengan huruf orbital tulen yang bercampur, dengan eksponen yang menunjukkan bilangan setiap jenis orbital tulen yang memasuki campuran. Contohnya, spos orbital sp³d dibentuk oleh orbital s, tiga p dan satu d.

Mengapa orbital hibrid?

Menurut teori pautan Valencia, ikatan kimia dibentuk apabila orbital atom satu atom dibebankan dengan orbital atom yang lain untuk membentuk ikatan kovalen. Sekiranya pertindihan adalah frontal, ikatan jenis sigma terbentuk, dan jika ikatan Pi terbentuk.

Ini menunjukkan bahawa, agar ikatan kovalen dibentuk, orbital atom mesti memiliki orientasi yang sesuai.

Walau bagaimanapun, ini tidak selalu mungkin dengan orbital atom tulen (S, P, D dan F). Oleh itu, menurut teori, atom menggabungkan orbital atom untuk membentuk satu set orbital hibrid baru yang mempunyai orientasi yang mencukupi.

Latihan orbital hibrid

Hibridisasi serupa dengan menggabungkan jus buah -buahan yang berbeza.

Boleh melayani anda: prestasi teori

Jika kita menggabungkan 3 orbital atom tulen (tiga gelas jus buah yang berbeza), kita akan sentiasa memperoleh tiga orbital atom hibrid (tiga gelas pencampuran).

Sebaliknya, lebih banyak gelas jenis jus yang kita tambahkan pada campuran, semakin banyak campuran untuk jenis jus ini akan kelihatan. Begitu juga, orbital atom yang lebih banyak jenis pencampuran, maka lebih banyak orbital hibrid akan kelihatan seperti orbital tulen ini.

Kuantum atom dan nombor orbital

Orbital atom yang berbeza sesuai dengan penyelesaian matematik persamaan Schröding. Penyelesaian ini dikaitkan dengan satu set nombor keseluruhan yang disebut nombor kuantum.

Orbital atom ditakrifkan oleh tiga nombor kuantum pertama:

Nombor kuantum utama (n)

Ini mentakrifkan tahap tenaga orbital dan, oleh itu, jarak purata elektron ke nukleus. Ia adalah nombor semula jadi dari 1 dan seterusnya.

Kuantum sekunder atau momentum sudut (l)

Juga dipanggil sub -level tenaga, ini menentukan bentuk orbital atom. Ia boleh mempunyai nilai antara 0 dan n-1 dan menentukan jenis orbital atom yang ia adalah mengenai:

• Jika l = 0, maka ia akan menjadi orbital s
• Apabila l = 1, maka ia akan menjadi jenis orbital p
• Jika L = 2, maka ia akan menjadi jenis orbital D
• Apabila l = 3, maka ia akan menjadi orbital jenis f, dll.

Momentum sudut menentukan berapa banyak sub -level yang sesuai dalam setiap tahap tenaga utama. Bagi setiap nilai n, L boleh mempunyai nilai antara 0 dan n-1, jadi bilangan sub-level yang mungkin akan sentiasa sama dengan n.

Bilangan kuantum momen magnet (m_L)

Tentukan orientasi di ruang orbit atom. Ini dapat memperoleh keseluruhan nilai antara -l dan +l (termasuk 0) dan menentukan bilangan orbital atom dalam setiap sub -level.

Ia boleh melayani anda: Alpha-Zotoglutarate: Properties, Fungsi dan Aplikasi

Sebagai contoh, dalam sub -level p, yang sepadan dengan l = 1, terdapat tiga orbital, kerana m_L boleh bernilai -1, 0 dan +1 (sepadan dengan orbital p_x, p_dan Dan p_z).

Mari memberi contoh: Konfigurasi elektronik atom elemen kimia boron, dengan 5 elektron, adalah 1s²2s²2p_x¹: Orbital 1s Ia mengandungi dua elektron, 2s mengandungi dua lagi, dan orbital 2p_x Ia mengandungi satu.

Contoh lain: Konfigurasi Karbon Elektronik, dengan enam elektron, mempunyai Konfigurasi Elektronik 1s²2s²2p_x¹2p_dan¹, Di mana orbital 1s mempunyai dua elektron, 2s juga dan dua orbital terakhir mengandungi satu elektron.

Contoh orbital atom

Setiap orbital atom ditentukan oleh gabungan tertentu dari tiga nombor kuantum pertama. Beberapa contoh orbital atom dan nombor kuantum masing -masing dibentangkan di bawah:

Orbital	n	L	mL
1s	1	0	0
3dXy	3	2	-2
4pz	4	1	+1
5 dX2-y2	5	2	+2

Rujukan

1. Britannica, editor Encyclopaedia (2020). Orbital | Kimia dan Fizik. Diambil dari Britannica.com.
2. BYJUS (2021). Garis panduan Peraturan Perlindungan Data Umum (GDPR) ByJu's. Diambil dari Byjus.com.
3. Libetexts - Turo School di Cornwall (2020). Orbital atom. Diambil dari chem.Libretxts.org.