O le a le orbitals atomika?

I le kemisi ma le fisiki o orbitals atomika - se galuega tauave taʻua galu, o loo faamatalaina le meatotino uiga o se mea e sili electrons lua i le nofoaga o le vaega faaogatotonu len¯ao atomika po nuclei o le faiga e pei o le molecule. e masani ona faaalia Orbital o se eria e faatafa-tolu i totonu o loo i ai se 95 pasene avanoa o le mauaina o le electron.

Orbitals ma taamilosaga

Ina ua uunaʻia ai se paneta i le Sun, o loo otooto a ala taʻua o se taamilosaga. E faapena foi e mafai ona suia atomu i le tulaga o electrons, lio i le taamilosaga i le vaega faaogatotonu len¯ao. O le mea moni, e ese lava mea uma, ma le electrons i ai i le vaega o avanoa taua o le orbitals atomika. anotusi atomu kemisi faafaigofie fuafuaina faataitaiga mo le galu o le faaupuga Schrödinger ma o lea fuafua setete mafai o le electron.

Faataamilosaga ma orbitals ili e faapena, ae latou uiga atoatoa eseese. E taua tele le malamalama i le eseesega i le va o i latou.

e le mafai ona Images taamilosaga

E fau ai le trajectory o se mea, e tatau ona e iloa tonu ai le mea o, ma ia mafai ai ona fuafua lea o le a avea i se taimi. e le mafai mo se electron.

E tusa ai ma le mataupu faavae o le le mautonu Heisenberg, e lē mafai ona iloa tonu ai le vaega o loo i le taimi ma le mea o le a avea mulimuli ane. (O le mea moni, o le mataupu faavae o loo faapea mai e le mafai ona fuafuaina i le taimi lava lea e tasi ma le mautinoa atoatoa o lona malosiaga ma le malosiaga).

O le mea lea, e le mafai e fausia se taamilosaga lafo o le electron i le vaega faaogatotonu len¯ao. O lenei o se faafitauli tele? Nu Afai e le mafai se mea, e tatau ona faia, ma e saili auala e maua ai.

hydrogen faaeletoroni - 1s-orbital

Manatu o loo i ai se tasi hydrogen ma i se taimi faapitoa o loo tamauina graphically tulaga o se tasi electron. E lei leva ona e faapea, e toe faia le taualumaga, ma le iloa e le tagata matau vaega itiiti o loo i se tulaga fou. A o ia alu ese mai le tulaga muamua i le lona lua, e le o iloa.

Afai tatou te faaauau pea ona e galue ai i lenei auala, faia faasolosolo se ituaiga o 3D-faafanua o nofoaga e ono i ai le vaega itiiti.

I le tulaga o le atomu hydrogen electron e mafai ona avea i soo se mea i totonu o se avanoa spherical siomia ai le vaega faaogatotonu len¯ao. Le ata o loo faaalia ai se satauro vaega o le va spherical.

95% o le taimi (po o se isi pasene, ona o se tasi selau pasene le mautinoa e mafai ona maua se fua lalolagi), o le electron o totonu sagatonu faigofie ona fuafuaina lava latalata itulagi avanoa i le autu. O se fasi ua taʻua orbital. orbitals atomika - o se itulagi o avanoa o loo i ai se electron.

O le a ia faia? Tatou te le iloa, e le mafai ona iloa, ma o lea sa ou le amanaiaina le faafitauli! E mafai ona tatou faapea atu pe afai o le electron o i se faapitoa orbital, o le a maua ai se malosi faapitoa.

Taitasi orbital ei ai se igoa.

Le avanoa o lo o nofoia e hydrogen electron taʻua 1s-orbital. Le iunite iinei o lona uiga o le vaega o loo i le latalata i le autu o le tulaga malosi. faailoa S le foliga o le taamilosaga. S-orbitals spherically symmetrical e faatatau i le autu - ia le itiiti ifo e pei o se tulaga papaʻu o se mea mafiafia tonu i se autu i lona ogatotonu.

2s

Sosoo orbital - 2s. E pei o 1s, sei vagana ai lena eria foliga le e maua ai le electron o le mamao mai le vaega faaogatotonu len¯ao. O lenei tulaga e malosi orbital lona lua.

Afai e te vaavaai ma le totoa, o le ae matauina o le latalata atu i le vaega faaogatotonu len¯ao ua tasi itulagi o teisi density electron maualuga ( "density" o le isi auala e faasino i ai le avanoa o le vaega o lo o auai i se nofoaga faapitoa).

2s-electrons (ma 3s, 4s, ma isi. D.) Faaalu se vaega o lo latou taimi o le tele o latalata atu i le ogatotonu o le atomu nai lo le tasi o le a faamoemoe. Lea ua iʻu ai i se faaitiitia laitiiti i lo latou malosi i le s-orbitals. O le latalata i le electron e latalata atu i le vaega faaogatotonu len¯ao, o le itiiti ifo lo latou malosi.

3s-, 4s-orbitals (ma t. D.) faatulagaina mamao mai le atomu ogatotonu.

P-orbitals

E electrons uma nonofo s-orbital (i le mea moni, e toaitiiti lava i latou o loo i ai iina). I luga o le uluai tulaga o le malosi o le nofoaga o loo maua gata mo i latou o le nofoaga o le 1s, o le 2s faaopoopo lona lua ma 2p.

Orbitals o lenei ituaiga foliga e faapei 2 paluni tutusa ua fesootai e le tasi i le isi i le vaega faaogatotonu len¯ao. Le ata o loo faaalia ai se vaaiga satauro-sectional o se itulagi spatial 3 e faatafa-. O lenei foi, orbital faaalia na o le itulagi ma le 95 pasene avanoa o le mauaina o se electron tasi.

Afai tatou te vaai faalemafaufau i le vaalele faalava lea e pasia e ala i le autu i se auala o le tasi vaega o le faataamilosaga o le a tu i luga o le vaalele, ma le isi i lalo, ona leai lea o avanoa o le mauaina o le electron i lenei vaalele. Talu mai le taga e tosina vaega mai le tasi vaega i le isi, pe afai o le a ia le mafai lava ona oo i le vaalele mama? ua tatau ona totogi lenei e lona natura galu.

E le pei o s-, p-orbital se directivity patino.

I so o se malosi tulaga e mafai ona maua e tolu e matua tutusa p orbitals i angles aia tatau e le tasi le isi. ua faafuaseʻi tofia i latou e le faatusa p _x, p _y, ma p _z. O lea sa faia mo le faafaigofieina - le uiga o le faatonuga a X, Y po z, ua suia e le aunoa, t atomu e siitia faafuasei i le va ...

P-orbitals i luga o le tulaga malosi lona lua ua taʻua o 2p _x 2p _y ma 2p _z. E faapena orbital ma mulimuli _{- 3p x, 3p y, 3p} z, 4p x, 4p y, 4p z ma isi.

tulaga uma, sei vagana ai le muamua, ua p-orbitals. I maualuga "petals" toso, faatasi ai ma le nofoaga sili ona foliga mai o le mauaina o le electron i se mamao e sili atu mai le vaega faaogatotonu len¯ao.

d- ma f-orbitals

I le faaopoopo atu i le s- ma p-orbitals, e lua isi seti o orbitals avanoa mo electrons i tulaga maualuga malosi. O le i ai lona tolu e mafai e lima d-orbitals (faatasi ai ma foliga faigata ma igoa) ma 3s- ma 3p-orbitals _{(3p x, 3p y, 3p} z). I le atoa ai o le 9 o latou iinei.

I le lona fa, faatasi ai ma 4s ma 4p ma 4d foliga faaopoopo 7 f-orbitals - na o le 16, o loo maua foi i vaega malosi maualuga uma.

Apitaga electrons i orbitals

O se e mafai ona sui atomu o se fale lava manaia (e pei o se inverted tafatolu) faatasi ai ma le vaega faaogatotonu len¯ao le ola ai i luga o le fola o le eleele, ma potu eseese i luga o le fola i luga o nofoia e electrons:

• i luga o le eleele fola e na o le 1 le faletaele (1s);
• ei ai potu e fa o le lona lua (2s, 2p _x 2p _y ma 2p _z);
• i luga o le fola o le fale lona tolu e 9 potu (tasi 3s, e tolu 3p ma le lima 3d-orbitals) ma isi.

Ae e le tele tele le potu. O i latou e mafai ona na o loo i le 2 electrons.

O se auala faigofie e faaali le orbitals atomika lea fasimea o - o le tusi se "feaveai quantum."

feaveai quantum

e mafai ona suia orbitals atomika o sikuea i le electrons i latou, o loo faaalia e pei o ū fanafana. E masani lava aū faasino i luga ma lalo, o loo faaaogaina e faaali atu ai le eseesega o nei fasimea tasi mai le isi.

Le manaomia o le i ai electron eseese i le atomu o se taunuuga o le manatu quantum. Afai latou i ai i orbitals eseese - O sala tupe e faapea, ae afai o loo i ai i latou i se tasi, i le va i latou e tatau ona i nisi o eseesega i le atamai. teori Quantum tuuina atu e le meatotino o le fasimea, lea ua taua o "vili" - na ia te ia ma faailoa mai le taitaiga a le aū.

1s-orbital electrons ma le lua o loo faaalia e avea o se sikuea ma ufanafana lua faasino i luga ma lalo, ae e mafai foi ona tusia e sili atu le vave o le 1s ^2. o faitauina lenei o se "tasi s lua" ma e le pei "o se tasi A squared." Aua le fenumiai le numera i lenei tusitusiga. E faailoa muamua tulaga malosi, ma le lona lua - o le aofai o oneone i luga o le orbital.

hybridization

I le kemisi, hybridization o le manatu faavae o le palu orbitals atomika i fou hybrid mafai pairing o electrons e fausia ai noataga vailaau. Sp-hybridization faamatala noataga vailaau o tuufaatasi e pei o alkynes. I lenei faataitaiga, o le orbitals atomika o 2s carbon ma 2p ua fefiloi, fausia lua sp-orbitals. Acetylene F ₂ H ₂ aofia ai sp-sp-interlacing lua atoms carbon e fausia ai se σ-e fesootai ma le lua faaopoopo π-noataga.

Carbon orbitals atomika i hydrocarbons faatumulia ai orbital le lava sp ³ hybrid, dumbbell-foliga, o se tasi vaega o lea e tele atu nai lo le isi.

Sp ² e tutusa i le hybridization talu ai ma ua faia e ala i le palu faatasi o le tasi s ma le lua p-orbitals. Mo se faataitaiga, i se molecule ethylene ua faia sp tolu ² - ma o se tasi p-orbital.

orbitals atomika: faatumuina mataupu faavae

Vaai faalemafaufau i fesuiaiga mai le tasi atomu i le isi i le laulau faavaitaimi o elemene vailaau, e mafai ona faatuina le faatulagaga faaeletoroni e sosoo ai o se atomu ala i le tuuina sili fasimea i le isi maua orbital.

Electrons, i luma o le faatumuina tulaga malosi maualuga, nofo i lalo, latalata atu i le autu. O fea o loo i ai se filifiliga, ua faatumulia i latou orbitals taitoatasi.

O se taualumaga mo le faatumuina o taʻua o le pule a le Hund. E faatatau pe a le orbitals atomika maua le malosi e tutusa ma fesoasoani foi e faaitiitia repulsion le va o le electrons, lea e faia e sili atu atomu fale o manu.

E tatau ona maitauina i le s-orbital malosi o teisi itiiti i taimi uma nai lo o lena o le itumalo i le lava tulaga malosi, ina ia muamua ua faatumulia pea lava i luma o gata ai.

O le a le uiga ese moni lava o le tulaga 3d-orbitals. Latou i ai i se tulaga maualuga nai lo 4s, ma o lea ua tumu muamua 4s-orbitals, o le uma lea 3d- ma 4p-orbitals.

le mautonu e talitutusa tupu ma i tulaga maualuluga ma se vaega tele o suiina therebetween. O lea, mo se faataitaiga, e le o faatumulia orbitals atomika 4f seia nofoia i 6s nofoa uma.

Malamalama o le taualumaga faatumuina o le totonugalemu lea o se malamalama i le auala e faamatala ai le faatulagaga faaeletoroni.