Orbitálny diagram, porozumenie a príklady

Orbitál je oblasť alebo oblasť vo vesmíre okolo atómového jadra, ktorá má najvyššiu pravdepodobnosť nájdenia elektrónov. V usporiadaní orbitálneho diagramu je elektrón reprezentovaný šípkou smerujúcou nahor, ktorá predstavuje elektrón so spinom + ½, alebo smerujúcim nadol, čo predstavuje elektrón so spinom -½. Na označenie distribúcie orbitálov v atómoch sú tieto šípky umiestnené na vodorovnej čiare, v kruhu alebo všeobecne v škatuli.

Na uľahčenie určenia hodnoty kvantových čísel, najmä magnetických kvantových čísel a spinových kvantových čísel, sa používajú orbitálne diagramy. Čo potom s hlavným kvantovým číslom a kvantovým číslom azimutu? Oba je možné určiť ľahko, jednoducho pri pohľade na ich elektrónové konfigurácie.

V tomto článku sa budeme zaoberať krokmi a pravidlami na prípravu orbitálneho diagramu.

Kroky prípravy orbitálneho diagramu 

1. Zapíšte si konfiguráciu elektrónov podľa Aufbauovho pravidla.

Podľa Aufbauovho pravidla sa nabíjanie elektrónov na obežnej dráhe začína od najnižšej energetickej úrovne po vyššiu energetickú hladinu. Orbitaly s majú najnižšiu hladinu energie a sú vyššie pre orbitaly p, d a f. Plnenie elektrónov na orbitáloch je možné ilustrovať na nasledujúcom diagrame.

princíp aufbau

Zdroj obrázkov: mediabelajaronline.blogspot.com

Každá subshell má maximálny počet elektrónov, a to: 

  • Subshell obsahuje maximálne 2 elektróny
  • Subškrupina p obsahuje maximálne 6 elektrónov
  • D-škrupina obsahuje maximálne 10 elektrónov
  • Subškrupina f obsahuje maximálne 14 elektrónov

Podľa obrázka a informácií uvedených vyššie môžeme napísať postupnosť konfigurácií elektrónov nasledovne: 

1s 2 2s 2 2p6 6 3s 2 3p6 4s 2 3d10 4p6 5s2 4d 10 5p 6 6s2 4f 14 5d 10  …. atď. 

2. Orbitál bude označený políčkom. S = 1 štvorcový orbitál, p = 3 štvorcový orbitál, d = 5 štvorcový orbitál a f = 7 štvorcový orbitál. 

orbitaly sú označené obrazom škatule

Zdroj: mediabelajaronline.blogspot.com

3. Šípkou nahor alebo nadol naplňte orbitálnu schránku elektrónmi, ktoré vlastní každá subshell. Jedna škatuľa je naplnená maximálne 2 elektrónmi. Orbitály s rovnakou energiou sú reprezentované skupinou štvorcov vedľa seba. Medzitým sú orbitaly s rôznymi úrovňami energie predstavované samostatnými štvorcami. Pri vypĺňaní elektrónových orbitálov je potrebné dodržiavať niekoľko pravidiel, a to: 

Zásada zákazu A. Pauliho

Zásada Pauliho zákazu uvádza, že:

Žiadne dva elektróny v atóme nemôžu mať rovnaké štyri kvantové čísla. Rovnaké orbitaly budú mať rovnaké kvantové čísla n, la am. Rozdiel je iba v kvantovom počte (spinoch). “ 

To znamená, že každý orbitál obsahuje maximálne dva elektróny v opačných smeroch rotácie.

B. Pravidlá Hund

Fyzik z Nemecka Friedrich Hund (1927) navrhol pravidlá plnenia elektrónov na obežných dráhach, a to:

„Orbitál s rovnakou energiou, každý najskôr naplnený jedným elektrónom v rovnakom smere (spin), potom elektrón vstúpi na orbitály v opačnom smere (spin), alebo inými slovami, v subshell, ktorý je odlišný. rovnako je každý orbitál naplnený jedným elektrónom v rovnakom smere šípky, potom sú zvyšné elektróny naplnené ako partnerský elektrón v opačnom smere šípky “.

Aby sme pochopili vyššie uvedené tvrdenie, uvažujme o nasledujúcom príklade elektrónového diagramu:

psie pravidlá

Zdroj: mediabelajaronline.blogspot.com

Ak sa pozrieme na orbitálny diagram prvku S v konfigurácii 3p 4, tri elektróny sú umiestnené najskôr šípkou nahor, potom zvyšný 1 elektrón predstavuje šípka nadol. Toto sa deje podľa Hundových pravidiel.

Toto je vysvetlenie pravidiel na vytváranie orbitálnych diagramov. Pri dodržaní vyššie uvedených pravidiel môžete ľahko písať orbitálne diagramy. Máte k tomu nejaké otázky? Prosím, napíšte svoju otázku do stĺpca komentárov. A nezabudnite sa o tieto poznatky podeliť.