Orbital nguyên tử

Bách khoa toàn thư ngỏ Wikipedia

Orbital vẹn toàn tử (tiếng Anh: atomic orbital, ghi chép tắt AO) hoặc obitan vẹn toàn tử, đám mây vẹn toàn tử, quỹ vực vẹn toàn tử là 1 trong hàm toán học tập tế bào mô tả lại hiện trạng như sóng năng lượng điện kể từ của một electron.^[1] Hàm này được dùng để làm đo lường phần trăm nhìn thấy electron của một vẹn toàn tử ở bất kì ở đâu xung quanh không khí phân tử nhân của vẹn toàn tử. Những hàm này rất có thể hỗ trợ một biểu đồ vật (đồ thị) tía chiều của những địa điểm sở hữu kỹ năng sở hữu một electron. Giới hạn rất có thể xác lập được theo đuổi vùng của vật hóa học kể từ hàm nhưng mà sở hữu kỹ năng tìm ra electron.^[2] Một cơ hội ví dụ rộng lớn, những orbital vẹn toàn tử sở hữu những hiện trạng lượng tử của một cá thể electron nhập một tập trung electron xung quanh một đơn vẹn toàn tử, như được tế bào mô tả kể từ hàm quy trình (orbital function).

Mặc cho dù điều này tương đương với những hành tinh anh con quay xung xung quanh Mặt trời, những electron ko thể tế bào mô tả tựa như các phân tử rắn và vì vậy mới nhất mang tên gọi là orbital vẹn toàn tử. Từ trước, quả đât suy nghĩ quy trình vẹn toàn tử tương tự động như quy trình hình elip của những hành tinh anh. Một cơ hội thưa đúng đắn rộng lớn là 1 trong đám lớp bụi rộng lớn và thông thường sở hữu khí quyển với hình thù địch kì quặc (là tập trung những phân tử electron), phân bổ xung xung quanh một hành tinh anh kha khá nhỏ (là phân tử nhân vẹn toàn tử). Nếu đúng đắn thì những orbital vẹn toàn tử được tế bào mô tả như hình dạng của bầu khí quyển chỉ Lúc một electron đơn thân (single electron) xuất hiện nhập một vẹn toàn tử. Khi có tương đối nhiều electron được tăng vào một trong những vẹn toàn tử đơn thân, sự bổ sung cập nhật tăng những electron bại liệt tạo sự đồng đều nhằm lấp chan chứa vùng không khí xung xung quanh phân tử nhân (đôi lúc còn gọi là "đám mây electron" của vẹn toàn tử^[3]) dẫn theo một khối hình cầu nhập bại liệt phần trăm nhìn thấy electron ngày càng rộng lớn.

orbital vẹn toàn tử hydro sở hữu n=6, l=0, m=0

Ý tưởng thể hiện điều những electron rất có thể con quay xung xung quanh phân tử nhân được xác lập với thuyết tế bào men động lượng của Niels Bohr nhập năm 1913,^[4] và một ngôi nhà cơ vật lý người Nhật Bản Hantaro Nagaoka thể hiện fake thuyết sự hoạt động của electron kể từ khá sớm nhập năm 1904.^[5] Tuy nhiên, fake thuyết này sẽ không được đồng ý cho tới năm 1926 mới nhất sở hữu một fake thuyết mới nhất kể từ phương trình Schrödinger về những sóng hiện trạng electron nhập vẹn toàn tử hỗ trợ một số trong những hàm cho tới những orbital tân tiến (modern orbitals).^[6]

Do sự khác lạ với loại quy trình cổ xưa, thuật ngữ "quỹ đạo" (orbit) của những electron nhập vẹn toàn tử đã và đang được thay cho bởi thuật ngữ "orbital" (orbital, loại tính từ), kể từ này được đề ra trước tiên bởi ngôi nhà hoá học tập Robert Mulliken nhập năm 1932.^[7] Orbital vẹn toàn tử thông thường được tế bào mô tả tương đương tựa như các hàm sóng (wave functions) loại hydro (nghĩa là 1 trong electron) qua quýt không khí, phân loại theo đuổi n, l, và m con số tử, ứng với những tích điện của electron, tế bào men động lượng và phương của tế bào men động lượng, tuỳ theo đuổi. Mỗi orbital được xác lập theo đuổi con số tử không giống nhau và sở hữu tối nhiều là nhị electron. Có tên thường gọi giản dị và đơn giản là orbital s, orbital p, orbital d, và orbital f nhập cuộc nhập những loại orbital (orbitals) của con số tử tế bào men động lượng l = 0, 1, 2 và 3 theo đuổi ứng. Những loại thương hiệu này đã cho thấy hình dạng của orbital và được dùng nhằm thao diễn mô tả thông số kỹ thuật vẹn toàn tử như ở hình ở bên phải. Các ký tự động s, p, d, f đều được bắt mối cung cấp kể từ những đặc điểm của những loại quang đãng phổ của chúng: sharp (sắc nét), principal (chính, công ty yếu), diffuse (tán xạ), và fundamental (cơ bạn dạng, cơ sở), phần còn sót lại được bịa theo đuổi bảng vần âm alphabe (ngoại kể từ ký tự động j).^[8]^[9]

Từ khoảng tầm năm 1920, ngay lập tức trước lúc nền cơ học tập lượng tử tân tiến và quy tắc aufbau thành lập và hoạt động thì vẹn toàn tử được tạo ra hình thành kể từ những cặp electron, được bố trí giản dị và đơn giản lặp chuồn tái diễn theo đuổi quy mô số lẻ (1, 3, 5, 7...), đã và đang được khêu gợi lên bởi Niels Bohr và một số trong những người nhập cuộc không giống sở hữu chút tương đương với orbital vẹn toàn tử nhập thông số kỹ thuật electron của những vẹn toàn tử phúc tạp. Trong toán học tập của cơ vật lý vẹn toàn tử, nó được dùng để làm ra mắt về những hàm năng lượng điện tử của những khối hệ thống phức tạp nhập vào sự kết phù hợp với sự giản dị và đơn giản của orbital vẹn toàn tử. Mặc cho dù từng electron nhập một nhiều electron vẹn toàn tử giới hạn max nhập một hoặc nhị electron vẹn toàn tử, vẫn còn đấy hàm sóng lượng tử rất có thể bị đánh tan Lúc vẫn còn đấy nhập orbital vẹn toàn tử.

Mây electron của vẹn toàn tử hydro ở hiện trạng cơ bạn dạng hầu hết tập trung nhập vùng không khí sở hữu hình dáng cầu nửa đường kính tầm 0,053 nm.^[10]

Các thương hiệu orbital[sửa | sửa mã nguồn]

Những loại orbital được ký hiệu thương hiệu như sau:

trong bại liệt X là nút tích điện ứng với lượng tử số chủ yếu n (principal quantum number), type là 1 trong ký tự động ko ghi chép hoa nhằm chỉ hình dạng hoặc lớp phân vỏ của orbital và nó ứng với con số tử góc, l, và y là số electron nhập orbital.

Ví dụ, orbital 1s² sở hữu nhị electron và nút tích điện thấp nhất (n = 1). Trong phần ký hiệu X, lượng tử số chủ yếu thông tư một ký tự động liên nối tiếp với nó. Đối với n = 1, 2, 3, 4, 5,..., thì những ký tự động link với những số này là K, L, M, N, O,... theo đuổi ứng. orbital 1s² Tức là lớp 1, phân lớp s và sở hữu 2 electron.

Định nghĩa chủ yếu của cơ học tập lượng tử[sửa | sửa mã nguồn]

Trong cơ học tập lượng tử, hiện trạng của một vẹn toàn tử, tức là những hiện trạng riêng rẽ của vẹn toàn tử Hamilton, được không ngừng mở rộng nhập vào tổng hợp tuyến tinh anh của những thành phầm theo đuổi cách thức phản đối xứng của những hàm electron riêng lẻ. Các bộ phận sở hữu nhập không khí của những hàm electron riêng lẻ được gọi là orbital vẹn toàn tử. (Khi xét qua quýt bộ phận spin (quay), một cơ hội thưa không giống của orbital vẹn toàn tử spin).

Trong cơ vật lý vẹn toàn tử, những vòng quang đãng phổ vẹn toàn tử ứng với trình quy đổi (bước nhảy lượng tử) trong số những hiện trạng lượng tử của một vẹn toàn tử. Các hiện trạng này được ký hiệu bởi tập trung con số tử được tóm lược nhập hình tượng thuật ngữ và thông thường tương quan cho tới thông số kỹ thuật quan trọng đặc biệt của electron.

Số lượng tử[sửa | sửa mã nguồn]

Không thể dùng địa điểm và động năng nhằm tế bào mô tả hoạt động của những electron xung xung quanh phân tử nhân bởi bọn chúng đem thực chất cơ học tập lượng tử. Thay nhập bại liệt bọn chúng được tế bào mô tả bởi một group những con số tử nhập bại liệt bảo bao gồm cả đặc điểm sóng và đặc điểm phân tử của electron.

Xem thêm: Những người không nên ăn đậu xanh, đậu đen, đậu nành

Mỗi orbital vẹn toàn tử được xác lập bởi một và duy nhất cỗ tía độ quý hiếm của tía con số tử. Mỗi cỗ tía độ quý hiếm này xác lập một và duy nhất orbital, tuy nhiên những con số tử chỉ xuất hiện tại theo đuổi những cỗ độ quý hiếm chắc chắn. Các con số tử tuân theo đuổi những quy luật sau đây:

Số lượng tử chủ yếu n xác lập tích điện của electron và vẫn là một số vẹn toàn dương. n rất có thể là bất kể số vẹn toàn dương này, tuy nhiên những số rộng lớn không nhiều phát hiện vì như thế những nguyên nhân được trình diễn bên dưới. Nói công cộng nhập một vẹn toàn tử, từng độ quý hiếm của n ứng với tương đối nhiều orbital. Những orbital này được gọi công cộng là những lớp vỏ electron.

Số lượng tử xung lượng l xác lập moment góc của từng electron nhập một orbital và vẫn là một số vẹn toàn ko âm. Trong một tờ vỏ electron này bại liệt (n = n0), l rất có thể lấy bất kể độ quý hiếm vẹn toàn này vừa lòng 0 <= l <= n0 - 1. Ví dụ, lớp vỏ n = 1 chỉ mất có một không hai một orbital với l = 0. Lơp vỏ n = 2 chỉ mất nhị orbital với l = 0 và l = 1. Nhóm những orbital sở hữu nằm trong độ quý hiếm của l được gọi công cộng là những lớp vỏ electron loại cấp cho.

Liên hệ cho tới hệ thức bất định[sửa | sửa mã nguồn]

Phần này vẫn đang còn trống rỗng. quý khách rất có thể trợ giúp bằng phương pháp cách tân và phát triển nó.

Các hình dạng của orbital[sửa | sửa mã nguồn]

Phần này vẫn đang còn trống rỗng. quý khách rất có thể trợ giúp bằng phương pháp cách tân và phát triển nó.

orbital s sở hữu hình dáng cầu, tâm là phân tử nhân vẹn toàn tử, nửa đường kính bởi độ quý hiếm của hàm Y^2
orbital p bao gồm 3 orbital px, py và pz sở hữu hình dáng số 8 nổi. Mỗi orbital sở hữu sự triết lý không giống nhau nhập không khí, ví dụ như orbital px triết lý theo đuổi trục x, orbital py triết lý theo đuổi trục nó,...

orbital d,f sở hữu hình dạng phức tạp rộng lớn.

Mức tích điện orbital[sửa | sửa mã nguồn]

Phần này vẫn đang còn trống rỗng. quý khách rất có thể trợ giúp bằng phương pháp cách tân và phát triển nó.

Mỗi orbital sở hữu một nút tích điện riêng

Các e bên trên từng orbital sở hữu một nút tích điện xác lập gọi là nút tích điện orbital vẹn toàn tử (mức tích điện AO)

Các e bên trên những orbital không giống nhau của và một phân lớp sở hữu tích điện như nhau.

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

Nguyên tử
Phân tử
Electron
Hóa học tập lượng tử
Orbital phân tử

Chú thích[sửa | sửa mã nguồn]

^ Milton Orchin,Roger S. Macomber, Allan Pinhas, và R. Marshall Wilson (2005)"Thuyết orbital Nguyên tử"
^ Daintith, J. (2004). Từ điển Hóa Học Oxford. New York: Nhà Xuất Bản Đại Học Oxford. ISBN 0-19-860918-3.
^ Những bài xích giảng cơ vật lý của Feynman - Xuất Bản Lần Cuối, Tập 1 bài xích 6 trang 11. Feynman, Richard; Leighton; Sands. (2006) Addison Wesley ISBN 0-8053-9046-4
^ Bohr, Niels (1913). “Tìm hiểu Cấu tạo ra của Nguyên tử và Phân tử”. Tạp chí Triết Học. 26 (1): 476.
^ Nagaoka, Hantaro (1904). “Kinetics of a System of Particles illustrating the Line and the Band Spectrum and the Phenomena of Radioactivity”. Philosophical Magazine. 7: 445–455.
^ Bryson, Bill (2003). A Short History of Nearly Everything. Broadway Books. tr. 141–143. ISBN 0-7679-0818-X.
^ Mulliken, Robert S. (1932). “Cấu trúc năng lượng điện tử của Phân tử nhiều Nguyên tử và Hoá trị. II. General Considerations”. Vật lý. Rev. 41 (1): 49–71. doi:10.1103/PhysRev.41.49. Bản gốc tàng trữ ngày 31 mon một năm 2012. Truy cập ngày 7 mon 8 năm 2010.
^ Griffiths, David (1995). Lời Giới thiệu về Cơ học tập Lượng tử. Prentice Hall. tr. 190–191. ISBN 0-13-124405-1.
^ Levine, Ira (2000). Cơ học tập Lượng tử (ấn bạn dạng 5). Prentice Hall. tr. 144–145. ISBN 0-13-685512-1.
^ Dẫn theo đuổi Sách Giáo Khoa Hoá Học lớp 10 của Nhà xuất bạn dạng Giáo dục