Typy orbitálov, kvantové čísla

Orbitál - predstavuje oblasť, kde sa elektrón vyskytuje s 99% pravdepodobnosťou, teda miesto, kde je najväčšia elektrónová hustota. Elektrónová hustota je hodnota pravdepodobnosti výskytu elektrónu v danom mieste.

 

Výpočet pravdepodobnosti výskytu elektrónu sa zakladá na vlnovej funkcii priestorových súradníc, napr. x,y,z.. Túto vlnovú funkciu označujeme gréckym písmenom psí Ψ. Druhá mocnina vlnovej funkcie (ψ2) predstavuje pravdepodobnosť výskytu elektrónu na danom mieste. Ψ2 - sa nazýva atómový orbitál. Každý orbitál môže byť zaplnený maximálne dvoma elektrónmi.

Rozlišujeme 4 typy orbitálov, a to s orbitál, p orbitál, d orbitál a f orbitál.

 

Typy orbitálov

 

s - orbitál je guľovo symetrický - má tvar gule. Nachádza sa na každej sfére - elektrónovej vrstve v počte 1 kus. To znamená , že na sfére K ( prvá sféra) je jeden s orbitál, na sfére L (druhá sféra) je jeden s orbitál, na sfére M (tretia sféra) je jeden orbitál s atď. Jeho polomer ( aj energia) narastá s narastajúcim číslom elektrónovej vrstvy.

Na jednotlivých sférach sa označujú nasledovne: K - 1s, L -2s, M - 3s, N - 4s, O - 5s, P - 6s

Q - 7s atď. V orbitále s sa nachádzajú maximálne dva elektróny na jednotlivých sférach.

 

 

 

 

 

 

Vrstvy: K(1) L(2) M(3) N(4) ...



zdroj: http://kekule.science.upjs.sk/chemia/ucebtext/atomzloz/priestor/index.htm

 

 

 

 

 

 

zdroj: http://kekule.science.upjs.sk/chemia/ucebtext/atomzloz/priestor/index.htm

 

 

 

- obrázok znázorňuje orbitály typu s pre rastúce hodnoty hlavného kvantového čísla n.

 

 

 

 

 

p - orbitály - Orbitály p začínajú od druhej sféry L (na prvej elektrónovej vrstve K sa p orbitál nenachádza), na jednej sfére sú 3 px, py, pz ( sú na seba kolmé) a sú energeticky rovnocenné, teda na elektrónovej vrstve L sa nachádzajú 3 energeticky rovnocenné orbitály p, na vrstve M sa nachádzajú 3 energeticky rovnocenné orbitály p atď. Energie orbitálov p na rôznych sférach sú rozličné (energia orbitálov stúpa so stúpajúcim číslom sféry - so stúpajúcim hlavným kvantovým číslom). Z rastúcou hodnotou n - hlavného kvantového čísla sa orbitály p a ich energia zväčšujú.

Orbitál p má tvar priestorovej osmičky. Na jednotlivých sférach sa označujú nasledovne: L - 2p, M - 3p, N - 4p, O - 5p, P - 6p atď. V každom orbitály p môžu byť maximálne dva elektróny, teda na jednej vrstve môže byť v p orbitáloch maximálne 6 elektrónov ( dva v px, dva v py , dva v pz).

 

 

zdroj: http://kekule.science.upjs.sk/chemia/ucebtext/atomzloz/priestor/index.htm

 

 

- orbitály p.

 

 

 

 

 

d - orbitály. Začínajú od tretej sféry M. Na prvej sfére K a na druhej sfére L sa d orbitály nenachádzajú. Na jednej sfére je ich 5 a sú energeticky rovnocenné. Štyri majú tvar priestorového štvorlístka a jeden má tvar priestorovej osmičky s prstencom. Na jednotlivých sférach sa ozačujú nasledovne: M - 3d, N - 4d, O - 5d, P - 6d atď. V d orbitále môžu byť maximálne dva elektróny, teda na jednej vrstve môže byť maximálne 10 elektrónov v piatich d orbitáloch.

- typy d-orbitalov

 

 

 

 

zdroj: http://kekule.science.upjs.sk/chemia/ucebtext/atomzloz/priestor/index.htm

 

 

 

 

 

 

f - orbitály. Je ich 7, začínajú od štvrtej sféry a na jednej sfére sú energeticky rovnocenné. Majú priestorovo zložitejšie tvary. Na jednotlivých sférach sa označujú nasledovne: N - 4d, O - 5d, P - 6d, Q - 7d atď.

 

 

 

 

Kvantové čísla

 

Kvantové čísla charakterizujú orbitály, ich stavy a energie. Na základe ich kombinácií môžeme orbitály popisovať.

 

Hlavné kvantové číslo - n

 

Vyjadruje číslo sféry, na ktorej sa elektrón nachádza ( ak n=1 ide o prvú sféru K, ak n=2 ide o druhú sféru L a tak ďalej). Nadobúda hodnoty od 1 po nekonečno (iba celé čísla). Energiu elektrónu v atóme vyrátame podľa vzťahu En = B/n2, kde En je mólová energia elektrónu, n je hlavné kvantové číslo, B je konštanta rovná

B =1312kJ.mol-1.

 

Vedľajšie kvantové číslo l

 

Určuje orbitál elektrónu - jeho tvar a energiu. Pre dané hodnoty n nadobúda l hodnoty od 0 po n-1.(n je celé číslo)

 

hodnota l 0 1 2 3

orbitál s p d f

 

Magnetické kvantové číslo m

 

Určuje presne, v ktorom s orbitálov s rovnakou energiou sa elektrón nachádza. Jeho hodnota je daná číslom l. Pre dané l nadobúda magnetické kvantové číslo hodnoty m = < -l,+l> vrátane nuly, to jest (2l+1 hodnôt). M udáva priestorovú orientáciu orbitálu vo vonkajšom magnetickom poly.

 

 

Napríklad: ak n=3 (ide o tretiu sféru) a l=2 tak hodnota m môže byť m = -2, -1, 0, 1, 2. ide o d orbitály.

 

 

Spinové číslo s

 

Spinové číslo je charakteristikou elektrónu a určuje spin elektrónu, teda smer rotácie okolo vlastnej osi. Má dve hodnoty s = 1/2 alebo s = -1/2.

Ak elektrón rotuje v smere z ľava do prava s = + ½ ak elektrón rotuje v smere z prava do ľava s = -1/2.

 

Hlavné kvantové číslo n

Vedľajšie kvantové číslo l

Magnetické kv. číslo

Typ orbitálu

Počet elektrónov

1 - vrstva K

0

0

1s

2

2 - vrstva L

0

0

2s

2

 

1

-1,0,1

2p

6

3 - vrstva M

0

0

3s

2

 

1

-1,0,1

3p

6

 

2

-2,-1,0,1,2

3d

10

 

Príklad : Určte typ orbitálu ak n= 2, l=1,

Riešenie: Ak n=2 ide o vrstvu L, ak vedľajšie kvantové číslo nadobúda hodnotu l = 1 z toho vyplýva, že ide o p orbitály. Typ orbitálu daný týmito kvantovými číslami je 2p.

 


Príklad : Určte typ orbitálu ak n=3, l=0

Riešenie: Ak n=3 ide o tretiu elektrónovú vrstvu, ak l= 0 ide o s orbitál. Typ orbitálu daný týmito kvantovými číslami je 3s.



Príklad: Určte typ orbitálu ak n=3, l= 2

Riešenie: Hlavné kvantové číslo n je 3 to znamená , že ide o tretiu sféru.

Ak l=2 z toho vyplýva, že ide o orbitál d. Typ orbitálu , ktorý charakterizujú uvedené kvantové čísla je 3d.

 

 

29.10.2009 13:13:30
Gabi






optimalizace PageRank.cz
Romanovy stranky
© 2009 - 2011 | WideZone™ | All rights reserved
Romanovy stranky

optimalizace PageRank.cz

Name
Email
Comment
Or visit this link or this one