Seuraa 
Viestejä2

Eli esim. Argonin: 1s2s2p3s3p eli ...S-kuorella on 1 -orbitaali, P-kuorella on 3-orbitaalia ja myöhemmin D-kuorella on 5-orbitaalia.

Eli 2s-kuorella on 1-orbitaali, jonne mahtuu max 2 elektronia
Mutta 2p-kuorella on taas 3-orbitaalia, jossa taas mahtuu max 6.

Sitten 3s-kuorella on 1-orbitaali, jonne mahtuu max 2 elektronia
Mutta 3p-kuorella on taas 3-orbitaalia, jossa taas mahtuu max 6.

Miksi S:llä 1, P:llä 3 ja ja D:llä 5 orbitaalia?? Onko ne vain ennaltaan sovittu todennäköisyyttä varten?

Toinen kysymys miksi #20 Calsiumilla on: 1s2s2p3s3p4s, eikä 4s tilalla 3d?

Kun taas järjestysnumeron #22 Titaniumilla on taas 1s2s2p3s3p4s3d

Kommentit (5)

PPo
Seuraa 
Viestejä14501

Zao kirjoitti:
Eli esim. Argonin: 1s2s2p3s3p eli ...S-kuorella on 1 -orbitaali, P-kuorella on 3-orbitaalia ja myöhemmin D-kuorella on 5-orbitaalia.

Eli 2s-kuorella on 1-orbitaali, jonne mahtuu max 2 elektronia
Mutta 2p-kuorella on taas 3-orbitaalia, jossa taas mahtuu max 6.

Sitten 3s-kuorella on 1-orbitaali, jonne mahtuu max 2 elektronia
Mutta 3p-kuorella on taas 3-orbitaalia, jossa taas mahtuu max 6.

Miksi S:llä 1, P:llä 3 ja ja D:llä 5 orbitaalia?? Onko ne vain ennaltaan sovittu todennäköisyyttä varten?

Toinen kysymys miksi #20 Calsiumilla on: 1s2s2p3s3p4s, eikä 4s tilalla 3d?

Kun taas järjestysnumeron #22 Titaniumilla on taas 1s2s2p3s3p4s3d

Orbitaalien järjestys energian mukaan on

1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s.....

Perustilassa  olevassa atomissa elektronit asettuvat orbitaalille, jonka energia on mahdollisimman pieni eli ensin täyttyy 4s ja sen jälkeen 3d.

Orbitaalien lukumäärä määräytyy kvanttilukujen mahdollisten arvojen mukaan.

Katso oppikirjasta.

hmk
Seuraa 
Viestejä1034

Vedynkaltaisilla atomeilla elektronin tilaa voidaan kuvata elektronin energian, pyörimismäärän, pyörimismäärän z-komponentin, ja spinin z-komponentin samanaikaisten ominaistilojen |n,l,ml,ms> avulla, tai yleisemmin tällaisten ominaistilojen normitettujen lineaarikombinaatioiden avulla. Elektronin orbitaaliksi kutsutaan ominaistilan "avaruudellista osaa" |n,l,ml>. Nämä saadaan vedynkaltaisen atomin ajasta riippumattoman Schrödingerin yhtälön ratkaisuina. Orbitaalilla |n,l,ml> :

(1) elektronin energian määrää pääkvanttiluku n, joka voi saada kokonaislukuarvoja 1, 2, ...

(2) elektronin ratapyörimismäärän määrää sivukvanttiluku l, joka voi saada kokonaislukuarvoja 0, 1, 2, .... Schrödingerin yhtälön ratkaisu kertoo, että elektronin energia rajoittaa sen mahdollisia pyörimismääriä siten, että l on korkeintaan n-1. Eli jos elektroni on esim. toisella pääkuorella (n = 2), niin sen sivukvanttiluvun l mahdolliset arvot ovat 0 ja 1. Kolmannella pääkuorella (n=3) l voi olla 0, 1, tai 2, jne.

(3) elektronin pyörimismäärän z-komponentin määrää magneettinen kvanttiluku ml, joka voi saada kokonaislukuarvoja ..., -2, -1, 0, +1, +2, .... Pyörimismäärän kvanttimekaniikka kertoo, että sivukvanttiluku l rajoittaa magneettisen kvanttiluvun arvoja siten, että ml:n itseisarvo on korkeintaan l:n suuruinen. Esim. jos elektronin l=2, niin ml voi saada arvot -2,-1,0,+1,+2. Nähdään, että mahdollisia arvoja on 2l+1 kappaletta.

(jatkuu)

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla
hmk
Seuraa 
Viestejä1034

Monielektroniatomeilla (kuten argon ja kalsium) yksinkertaisin tapa mallintaa elektronirakennetta on olettaa kunkin elektronin liikkuvan muiden elektronien + ytimen tuottamassa keskeiskentässä, jolloin yksittäinen elektroni on ikäänkuin vedynkaltaisessa atomissa, jossa keskusvaraus on ytimen varaus miinus muiden elektronien aiheuttama ytimen varjostus. Tämä malli tuottaa monielektroniatomeillekin vedynkaltaiset orbitaalit, joskin nyt orbitaalin energia määräytyy pääkvanttiluvun n lisäksi myös sivukvanttiluvusta l.

Orbitaaleja merkitään tyyliin (pääkvanttiluku)(sivukvanttilukua symboloiva kirjain)(magneettista kvanttilukua kuvaava kirjain tai numero). Tässä merkintätavassa sivukvanttilukua symboloidaan seuraavin kirjaimin:

l = 0 --> symboli = s

l = 1 --> symboli = p

l = 2 --> symboli = d

jne.

Esimerkiksi orbitaali 1s tarkoittaa orbitaalia, jolle n=1 ja l=0. Orbitaali 2pz tarkoittaa orbitaalia, jolle n=2, l=1 ja ml=0. Jne. Koska sivukvanttiluvun arvoa rajoittaa pääkvanttiluvun arvo, ja magneettisen kvanttiluvun arvoa rajoittaa sivukvanttiluvun arvo niin kuin yllä kohdissa (1-3) kerroin, tietyllä pääkuorella n on vain rajoitettu määrä orbitaaleja |n,l,ml>.

Esimerkiksi pääkvanttiluvun arvoon n=1  voi liittyä vain yksi sivukvanttiluvun arvo, l=0 (ks. kohta (2) yllä). Tähän puolestaan voi liittyä vain yksi magneettisen kvanttiluvun arvo ml = 0 (ks. kohta (3) yllä). Niinpä pääkuorella n=1 on vain yksi orbitaali 1s.

Toisella pääkuorella, siis kun n=2, voi olla l=0 tai l=1. Tapaus l=0 on orbitaali 2s. Sivukvanttiluvun arvoon l=1 puolestaan liittyy kolme mahdollista magneettista kvanttilukua ml: -1, 0, +1 (vrt. kohta (3) yllä), joten saadaan yhteensä 3 kpl 2p-orbitaaleja. Näiksi voidaan ottaa esim. orbitaalit 2pz, 2px, ja 2py. Toisella pääkuorella on siis yhteensä 4 orbitaalia (2s, 2pz, 2px, 2py).

Kolmannella pääkuorella myös arvo l=2 (eli d-alakuori) on mahdollinen, ja d-alakuorella on yhteensä 5 kpl d-orbitaalia (koska ml = -2,-1,0,+1,+2 ovat tällöin mahdolliset magneettisen kvanttiluvun arvot).

Yleisesti n:nnellä pääkuorella on n^2 orbitaalia (n=1 -->, 1^2=1 orbitaali, n=2 --> 2^2=4 orbitaalia, n=3 --> 3^2=9 orbitaalia, jne.). Koska kullekin orbitaalille mahtuu 2 elektronia (ms=+½ tai ms=-½), niin ensimmäiselle pääkuorelle mahtuu 2 elektronia, toiselle 8 elektronia, kolmannelle 18 elektronia, jne.

Pääkuorella n=3 olevat 9 orbitaalia muodostuvat siis yhdestä 3s-orbitaalista plus kolmesta 3p-orbitaalista plus viidestä 3d-orbitaalista.

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

hmk
Seuraa 
Viestejä1034

Monielektroniatomeilla siis orbitaalin energia määräytyy pääkvanttiluvun lisäksi sivukvanttiluvusta l. Mitä suurempi l, sitä kauempana ytimestä elektroni keskimäärin on, ja sitä suurempi on sen energia (koska muiden elektronien aiheuttama ytimen varjostus on tällöin suurempi). Osoittautuu, että esim. 4s-orbitaali on energiassa alempana kuin 3d-orbitaali. Täyttymisjärjestyksessä on joitain poikkeamia, koska elektronien spinien vuorovaikutus tuottaa oman kontribuutionsa energioihin.

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

Suosituimmat

Uusimmat

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Uusimmat

Suosituimmat