chemia2

Budowa atomu

01.13. Orbital atomowy. Typy orbitali atomowych

Orbital atomowy to funkcja falowa *¥z określoną, podaną kombinacją liczb kwantowych opisująca stan elektronu w atomie.

Na przykład:

dla głównej liczby kwantowej n = 1 orbitalna liczba kwantowa / może przyjąć tylko jedną wartość / = 0 (liczba 1 może przyjmować maksymalną wartość / = n - 1), podobnie jak magnetyczna orbitalna liczba kwantowa m, przyjmująca wartość m = 0.

Tak więc dla n = 1 istnieje tylko jedna funkcja falowa W (jeden orbital atomowy) zjedna kombinacją liczb kwantowych:

^(1,0,0)

dla n = 2 liczba / może przyjąć wartość / = 0 lub / = 1; dla / = 0 liczba m = 0, a dla / = 1, liczba m może przyjąć trzy wartości: m = -1, m = 0, m = 1.

Tak więc dla « = 2 możliwe są cztery funkcje falowe o czterech różnych kombinacjach liczb kwantowych (cztery orbitale atomowe):

£(2,0,0)!    * (2,1,—1 )!    £(2,1,0)! £(2,1,1)

dla n = 3, liczba / może przyjąć wartość 1 = 0,1= 1,1 = 2; dla / = 0 liczba m = 0, dla /=1 liczba m = -1 lub m = 0, lub m = 1, a dla 1 = 2 liczba m może przyjąć pięć wartości: m = -2, m = -1, m = 0, m = 1, m = 2.

Tale więc dla n = 3 możliwych jest dziewięć funkcji falowych ^ o dziewięciu różnych kombinacjach liczb kwantowych (dziewięć orbitali atomowych):

^(3,0,0)1    ^(3,1,-1)! ^(3,1,0)1 ^(3,1,1)

£(3,2,-2)! £*(3,2,-1)! £(3,2,0)! £(3,2,1)! £(3,2,2)

Powszechnie stosowane są skrócone zapisy orbitali atomowych w zależności od wartości, jaką przyjmuje poboczna liczba kwantowa (tab. 1.3).

!H Tabela 1.4. Typy er: 22

Wartość główne liczby kwantowej r

1

2

3

4

Tabela 1.3. Wartości pobocznej liczby kwantowej a typy orbitali atomowych

Wartość pobocznej liczby kwantowej /	0	1	2	3
Typ orbitalu	s	P	d	f
Liczba orbitali danego typu	1	3	5	1

Przykład 1.9

Określ wartość, jakąprm Rozwiązanie:

Dla orbitalu typu 3p g^;:: v określony przez poboczna

Przykład 1.10

Określ liczbę oraz typ : m wej n = 3.

Rozwiązanie:

Typ orbitalu atomoweg : Dla n = 3 liczba / może :z Dla / = 0 istnieje jeden cm Dla 1 = 2 istnieje pięć om .

Odpowiedź: Dla n = 3 m

Często pokazuje się tzv.. przestrzeni, na zewnątrz •: -

2 s    \y    2z

Dla n = 1 istnieje tylko jeden orbital atomowy (tab. 1.4), który określono jako orbital typu s:

^1,0,0) ⁼ l*?

Dla n = 2 istnieją cztery orbitale atomowe:

^(2,o,o) ⁼ 25;    *P(2,l-i) ⁼ 2p_x;    £(2,1,0) ⁼ 2p_y ;    £(2,1,1) ⁼ 2p_z

Dla /? = 3 istnieje orbital typu 35 oraz orbitale 3p_x, 3p_y i 3p_z. Nowością są orbitale typu d odpowiadające liczbie 1 = 2; jest ich pięć.

Rys. 1.9. Kontury i przestrzec--www.wslp.com.pi

16