Орбиталь - это область или область в космосе вокруг атомного ядра, которая имеет наибольшую вероятность обнаружения электронов. В расположении орбитальной диаграммы электрон представлен стрелкой вверх, которая представляет электрон со спином + ½, или направленной вниз стрелкой, которая представляет электрон со спином -½. Чтобы обозначить распределение орбиталей в атомах, эти стрелки помещают на горизонтальную линию, в круг или, как правило, в квадрат.
Орбитальные диаграммы используются для облегчения определения значений квантовых чисел, а именно магнитных квантовых чисел и спиновых квантовых чисел. Тогда как насчет главного квантового числа и азимутального квантового числа? Оба могут быть легко определены, просто взглянув на их электронные конфигурации.
В этой статье будут обсуждаться шаги и правила составления орбитальной диаграммы.
Этапы подготовки орбитальной схемы
1. Запишите электронную конфигурацию в соответствии с правилом Ауфбау.
Правило Ауфбау утверждает, что зарядка электронов на орбитали начинается с самого низкого энергетического уровня до более высокого энергетического уровня. S-орбитали имеют самые низкие уровни энергии и выше для p-, d- и f-орбиталей соответственно. Заполнение электронами орбиталей можно проиллюстрировать следующей диаграммой.
Источник изображения: mediabelajaronline.blogspot.com
Каждая подоболочка имеет максимальное количество электронов, а именно:
- Подоболочка s содержит максимум 2 электрона.
- Подоболочка p содержит максимум 6 электронов.
- Подоболочка d содержит максимум 10 электронов.
- Подоболочка f содержит максимум 14 электронов.
Обращаясь к изображению и информации выше, мы можем записать последовательность электронных конфигураций следующим образом:
1s 2 2s 2 2p6 6 3s 2 3p6 4s 2 3d10 4p6 5s2 4d 10 5p 6 6s2 4f 14 5d 10 …. и т.п.
2. Орбиталь будет обозначена прямоугольником. S = 1 квадратная орбиталь, p = 3 квадратная орбиталь, d = 5 квадратная орбиталь и f = 7 квадратная орбиталь.
Источник: mediabelajaronline.blogspot.com
3. Заполните орбитальный ящик электронами, принадлежащими каждой подоболочке, со стрелкой вверх или вниз. Один ящик заполнен максимум 2 электронами. Орбитали, имеющие одинаковую энергию, представлены группой квадратов, расположенных рядом друг с другом. Между тем орбитали с разными уровнями энергии представлены отдельными квадратами. При заполнении электронных орбиталей необходимо соблюдать несколько правил, а именно:
Принцип запрета А. Паули
Принцип запрета Паули гласит:
« Никакие два электрона в атоме не могут иметь одинаковые четыре квантовых числа. Одни и те же орбитали будут иметь одинаковые квантовые числа n, l и m. Единственная разница - это спиновое квантовое число (а) ».
Это означает, что каждая орбиталь содержит максимум два электрона с противоположными направлениями спина.
Б. Правила Хунда
Физик из Германии Фридрих Хунд (1927) выдвинул правила заполнения электронами орбиталей, а именно:
«Орбитали с одинаковой энергией, каждая сначала заполнена одним электроном в одном направлении (спине), затем электрон войдет на орбитали в противоположном направлении (спин), или, другими словами, в другую подоболочку. то же самое, каждая орбиталь заполняется одним электроном в том же направлении стрелки, тогда оставшиеся электроны заполняются как электрон-партнер в направлении, противоположном стрелке ».
Чтобы понять приведенное выше утверждение, давайте рассмотрим следующий пример электронной диаграммы:
Источник: mediabelajaronline.blogspot.com
Если мы посмотрим на орбитальную диаграмму для элемента S в конфигурации 3p 4, три электрона помещены сначала стрелкой вверх, а затем оставшийся 1 электрон представлен стрелкой вниз. Это делается по правилам Хунда.
Теперь это объяснение правил построения орбитальных диаграмм. Следуя приведенным выше правилам, вы легко сможете писать орбитальные диаграммы. У вас есть вопросы по этому поводу? Напишите свой вопрос в колонке комментариев. И не забывайте делиться этими знаниями.
