Tvary orbitalů

Anonym Vytefut10.10.2017 22:20 Nahlásit
Proč má orbital s tvar symetrické koule, orbital p dva laloky, orbital d 4 laloky a orbital f 6 laloků? Je v tom nějaká souvislost či pravidlo anebo je to tak prostě dané? Děkuji :)

Odpovědi

Přidat odpověď ▾

Diskuze

Cenobita.10.10.2017 22:43 (Upr. 11.10.2017 00:17) Nahlásit
Tvar orbitalu s sice připomíná kouli, ale ve skutečnosti jde o neohraničený kulový prostor, něco jako mrak. viz obrázek pro různé orbitaly.

Je to dané, tvar orbitalu určuje hlavní a vedlejší kvantové číslo, jeho orientaci v prostoru určuje magnetické kvantové číslo.

https://cs.wikipedia.org/wiki/Atomov%C3%BD_orbital

Typy orbitalů jsou dány hlavním a vedlejším kvantovým číslem daného elektronového stavu.

Tvarovou formu daného typu určuje také magnetické kvantové číslo.

n - hlavní kvantové číslo
l - vedlejší kvantové číslo
m - magnetické kvantové číslo
s - spinové kvantové číslo (v jednom orbitalu jsou max dva elektrony lišící se spinem -1/2 , +1/2)
podle vzorce:

n=1; hlavní kvantové číslo (první slupka)
l=n-1=0; vedlejší kvantové číslo: (0 je orbital s; takže max 2 elektrony)
m=<-n,+n>

n=2; hlavní kvantové číslo (druhá slupka)
l=n-1=1; vedlejší kvantové číslo: (0 je orbital s; 1 je orbital p)
m=<-n,+n>

n=3; hlavní kvantové číslo (třetí slupka)
l=n-1=2; vedlejší kvantové číslo: (0 je orbital s; 1 je orbital p; 2 je orbital d)
m=<-n,+n>

n=4; hlavní kvantové číslo (třetí slupka)
l=n-1=3; vedlejší kvantové číslo: (0 je orbital s; 1 je orbital p; 2 je orbital d; 3 je orbital f)
m=<-n,+n>

atd. viz obrázek:

https://cs.wikipedia.org/wiki/Atomov%C3%BD_orbital#/media/File:Electron_orbitals.svg

Podle magnetického kvantového čísla je možné vypočítat počty elektronů v jednotlivých orbitalech.

n=1;l=0;m=0; celkem=2 elektronů max.
n=2;l=1;m=-1,0,+1; celkem=2+6=8 elektronů max.
n=3;l=2;m=-2,-1,0,+1,+2; celkem=2+6+10=18 elektronů max.
n=4;l=3;m=-3,-2,-1,0,+1,+2,+3; celkem=2+6+10+14=32 elektronů max.
atd.

2: 2*1^2
8: 2*2^2
18: 2*3^2
32: 2*4^2
50: 2*5^2

počet=2*n^2

https://cs.wikipedia.org/wiki/Elektronov%C3%A1_konfigurace
Anonym Vytefut10.10.2017 22:56 Nahlásit
Teď jsem ještě více zmatená. Vážím si toho, že jste mi chtěl/a pomoct, ale opravdu mi nepomůže, když to všechno vypíšete z Wikipedie. Navíc, vše co jste uvedl/a už znám. Jen jsem se ptala, proč jsou tvary orbitalů takové jaké jsou. Vím, že je tvar dán kvantovými čísly l a m, ale žádné z nich neudává, že zrovna f orbital bude tvořen 6 laloky nebo že orbital s má tvar koule. To byla má otázka. Také moc nechápu, jakým způsobem je vypočítán ten maximální počet elektronů v orbitalech :/.
Anonym Vytefut10.10.2017 22:58 Nahlásit
Ahaaaaa. Už ten maximální počet elektronů chápu. Děkuju i tak :). Myslela jsem totiž, že pro ten tvar orbitalů existuje nějaká souvislost. Tak je to asi prostě tak dané.
Cenobita.10.10.2017 23:04 (Upr. 10.10.2017 23:13) Nahlásit
Z Wikipedie jsem to nevypisoval, tam to vysvětlené není.

Kompletní vzhled slupky je nejlépe zobrazen na tomto obrázku:

http://pages.swcp.com/~jmw-mcw/Parsing%20the%20spdf%20electron%20orbital%20model.htm

Pozor tvar orbitalu není dán magnetickým kvantovým číslem m, to určuje orientaci v prostoru. Tvar orbitalu je dán kvantovými čísly n,l (hlavní, vedlejší). Nad tvary orbitalů nemá smysl nějak složitě bádat, jsou totiž řešením Schrödingerovy vlnové funkce a tento tvar byl potvrzen experimentálně a pozorováním.

Ten tvar je dán maximálním počtem elektronů, který může být v orbitalu:

s: 2 elektrony děleno 2 elektrony 2/2=1 objekt v jednom možném směru > koule
p: 6 elektronů děleno 2 elektony 6/2=3 objekty ve třech směrech > tyčinka
d: 10 elektronů děleno 2 elektrony 10/2=5 objektů (viz obrázek) > čtyřlístek
Mezek11.10.2017 07:45 Nahlásit
To závěrečné tvrzení o počtu elektronů v orbitalu je nepřesné. V každém orbitalu mohou být maximálně dva elektrony, lišící se spinem. Ale p orbitaly jsou tři, d orbitalů je 5, f orbitalů je 7 a tak dál. Počet energeticky rovnocenných - degenerovaných orbitalů určuje magnetické kvantové číslo, kterým se degenerované orbitaly liší. Říkáme, že orbitaly p jsou 3x degenerované, orbitaly d 5x, orbitaly 7x degenerované.
Přidat komentář do diskuze ▾