اوربیتال های اتمی 2

در مطلب قبل کمی با حضور الکترون در اوربیتال و اوربیتال کروی s آشنا شدیم. در این مطلب به ادامه این اوربیتال ها اشاره خواهیم کرد.

تا به این جا متوجه شده اید که هر اوربیتال نام مخصوصی دارد.

اوربیتالی که توسط الکترون هیدروژن اشغال می شود، اوربیتال 1s نامیده می شود.

"1" نشان دهنده این واقعیت است که اوربیتال ، نزدیک ترین تراز انرژی به هسته است و “s”‌ شکل این اوربیتال را به شما نشان می دهد. اوربیتال s به طور کروی و متقارن در اطراف هسته قرار دارد؛ گویی یک توپ توخالی از مقداری ماده با هسته ای در مرکز آن تشکیل شده است.

در فلش زیر تراز انرژی اوربیتال ها را برای اتم هیدروژن و یک اتم چند الکترونی می بینید. روی هر عبارت کلیک کنید . منتظر بمانید تا تغییرات را ببینید.

اوربیتال 2s بسیار شبیه به اوربیتال 1s است با این تفاوت که ناحیه ای که بیش ترین احتمال برای یافتن الکترون را دارد، دورتر از هسته است و اوربیتالی است که در دومین تراز انرژی قرار دارد.

اگر با دقت به این تصویر نگاه کنید، می بینید که ناحیه دیگری که چگالی الکترون آن کمی بیش تر است (جایی که نقطه ها پر رنگ تر هستند) ، در نزدیکی هسته است.

(چگالی (دانسیته الکترونی) راه دیگری برای احتمال یافتن یک الکترون در فضای خاصی اطراف هسته است)

الکترون های 2s,3s, 4s و ...نیز زمانی از وقت خود را در نزدیک هسته سپری می کنند ، این باعث می شود انرژی الکترون ها در اوربیتال s کمی کاهش پیدا کند. اوربیتال های 3s ، 4s و ... به تدریج دورتر از هسته قرار می گیرند و تراز انرژی آن ها به تدریج زیاد می شود.

انواع اوربیتال ها

اوربیتال p:

تمام الکترون ها در اوربیتال های s زندگی نمی کنند (در واقع تعداد کمی از اکترون ها در اوربیتال های s ساکن اند) در اولین تراز انرژی، تنها اوربیتال موجود برای الکترون ها اوربیتال 1s است، اما در در تراز دوم، اوربتال دیگری علاوه بر اوربیتال 2s وجود دارد که اوربیتال 2p نامیده می شود.

اوربیتال p به دو بالن که به هسته گره خورده اند، شبیه است. شکل رویرو سطح مقطع اوربیتال p  را نشان می دهد. شانس یافتن یک الکترون خاص در این اوربیتال 95% است.

در هر یک از ترازهای انرژی ممکن است سه اوربیتال p کاملا یکسان که دو به دو با زاویه 90 درجه نسبت به هم قرار دارند، یافت شود. می توان این سه اوربیتال را با نمادهای p_x, p_y  و p_z نشان داد.

اوربیتال های p در دومین تراز انرژی 2p_x، 2p_y و 2p_z و در ترازهای دیگر انرژی، 3p_x، 3p_y و ... نشان داده می شوند. تمام ترازها به جز تراز نخست انرژی، اوربیتال p دارند. در ترازهای بالاتر انرژی، لب های اوربیتال های p بیش تر کشیده می شوند و احتمال پیدا کردن الکترون در آن ها بیش تر خواهد بود

اوربیتال های d و f:

علاوه بر  اوربیتال های s و  p، دو مجموعه دیگر از اوربیتال ها نیز وجود دارند که محل زندگی الکترون ها در ترازهای بالاتر انرژی اند. در تراز سوم انرژی، مجموعه 5 اوربیتالی d (با شکل ها و نام های کاملا پیچیده) علاوه بر اوربیتال های 3s، 3p وجود دارند. یعنی در تراز سوم، در مجموع 9 اوربیتال با هم وجود دارد.

به همین ترتیب در تراز جهارم، 7 اوربیتال f به اوربیتال های 4s، 4p و 4d اضافه می شود و در این تراز در مجموع، 16 اوربیتال وجود دارد که همگی در انرژی بالا یافت می شوند.

در مطلب بعد با هیبرید و ترکیب اوربیتال ها و قاعده هوند برای چیدن الکترون ها در یک اوربیتال آشنا خواهیم شد.

مرکز یادگیری سایت تبیان - تنظیم:آلچالانلو