Orbitalni diagram, razumevanje in primeri

Orbital je območje ali območje v vesolju okoli atomskega jedra, ki ima največjo verjetnost iskanja elektronov. V razporeditvi orbitalnega diagrama je elektron predstavljen s puščico navzgor, ki predstavlja elektron s spinom + ½, ali obrnjen navzdol, ki predstavlja elektron s spinom -½. Za označevanje porazdelitve orbital v atomih so te puščice postavljene na vodoravno črto, v krog ali na splošno v polje.

Orbitalni diagrami se uporabljajo za lažje določanje vrednosti kvantnih števil, in sicer magnetnih kvantnih števil in spin kvantnih števil. Kaj pa glavno kvantno število in azimutno kvantno število? Oboje je mogoče enostavno določiti, preprosto s pogledom na njihove elektronske konfiguracije.

Ta članek bo obravnaval korake in pravila za pripravo orbitalnega diagrama.

Koraki za pripravo orbitalnega diagrama 

1. Zapišite konfiguracijo elektronov po Aufbaujevem pravilu.

Aufbaujevo pravilo pravi, da se polnjenje elektronov v orbiti začne od najnižje ravni energije do višje ravni energije. S-orbitale imajo najnižjo raven energije in so višje za p, d in f-orbitale. Polnjenje elektronov v orbitalah lahko ponazorimo z naslednjim diagramom.

načelo aufbau

Vir slike: mediabelajaronline.blogspot.com

Vsaka podlupina ima največje število elektronov, in sicer: 

  • Pod lupina s vsebuje največ 2 elektrona
  • P-lupina p vsebuje največ 6 elektronov
  • D-podlupina vsebuje največ 10 elektronov
  • F podlupina vsebuje največ 14 elektronov

S sklicevanjem na zgornjo sliko in informacije lahko zapišemo zaporedje elektronskih konfiguracij, kot sledi: 

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

2. Orbitala bo označena s kvadratom. S = 1 kvadratna orbita, p = 3 kvadratna orbita, d = 5 kvadratna orbita in f = 7 kvadratna orbita. 

orbitale so označene s podobo škatle

Vir: mediabelajaronline.blogspot.com

3. V puščico gor ali dol napolnite orbitalno škatlo z elektroni, ki so v lasti vsake podlupine. Ena škatla je napolnjena z največ 2 elektronoma. Orbitale z enako energijo so predstavljene s skupino kvadratov drug ob drugem. Po drugi strani pa so orbitale z različnimi nivoji energije predstavljene z ločenimi kvadratki. Pri polnjenju elektronskih orbital je treba upoštevati več pravil, in sicer: 

A. Paulijevo načelo prepovedi

Načelo prepovedi Pauli določa, da:

» Noben elektron v atomu ne more imeti enakih štirih kvantnih števil. Iste orbitale bodo imele enaka n, l in m kvantna števila. Edina razlika je kvantno število spinov. " 

To pomeni, da vsaka orbitala vsebuje največ dva elektrona v nasprotnih smereh vrtenja.

B. Hund pravila

Nemški fizik Friedrich Hund (1927) je predstavil pravila za polnjenje elektronov v orbitalah, in sicer:

"Orbitala z enako energijo, vsako najprej napolni elektron z isto smerjo (spin), nato pa bodo elektroni vstopili v orbitale v nasprotni smeri (spin) ali z drugimi besedami, v podlupini enako, vsaka orbita se napolni z enim elektronom v isti smeri puščice, nato se preostali elektroni napolnijo kot partnerski elektron v nasprotni smeri puščice ".

Da bi razumeli zgornjo trditev, si oglejmo naslednji primer elektronskega diagrama:

pravila hund

Vir: mediabelajaronline.blogspot.com

Če pogledamo orbitalni diagram za element S v konfiguraciji 3p 4, so trije elektroni postavljeni najprej s puščico navzgor, nato pa preostali 1 elektron predstavlja puščica navzdol. To se naredi po Hundovih pravilih.

Zdaj je to razlaga pravil za izdelavo orbitalnih diagramov. Z upoštevanjem zgornjih pravil lahko enostavno pišete orbitalne diagrame. Imate kakšna vprašanja o tem? Vpišite svoje vprašanje v stolpec za komentarje. In ne pozabite deliti tega znanja.