Μεταβολή Πυκνότητας Πιθανοτήτων
Τα ατομικά τροχιακά είναι μαθηματικές συναρτήσεις που περιγράφουν την κυματική φύση των ηλεκτρονίων (ή των ζευγών ηλεκτρονίων) σε ένα άτομο. Είναι επίσης γνωστά ως ατομικά τροχιακά.
Επιπλέον, παρέχουν μια μέθοδο για τον υπολογισμό της πιθανότητας εύρεσης ενός ηλεκτρονίου σε μια καθορισμένη περιοχή γύρω από τον πυρήνα του πυρήνα ενός στοιχείου.
Χημεία Τροχιακών
Είναι δυνατό να έχουμε τέσσερα διαφορετικά είδη τροχιακών, το καθένα με διαφορετικό σχήμα. Αυτά συμβολίζονται με τα γράμματα s,p,d και f. Τα τροχιακά s και p είναι τα μόνα που λαμβάνονται υπόψη επειδή είναι τα πιο κοινά στην οργανική και τη βιολογική χημεία, αντίστοιχα. Έχει σχήμα σφαιρικό με τον πυρήνα στο κέντρο του, ενώ ένα τροχιακό p έχει σχήμα αλτήρα και τέσσερα από τα πέντε d τροχιακά έχουν σχήμα τριφυλλιού. Τα d τροχιακά έχουν σχήμα επιμήκους αλτήρα με ένα ντόνατ στη μέση και το πέμπτο d τροχιακό δεν αποτελεί εξαίρεση. Τα τροχιακά σε ένα άτομο είναι οργανωμένα σε διαφορετικά στρώματα ή κελύφη ηλεκτρονίων, τα οποία αναφέρονται ως κελύφη ηλεκτρονίων.
Σχήμα s Τροχιακού:
Το διάγραμμα οριακής επιφάνειας για το τροχιακό s έχει σχήμα σφαίρας με τον πυρήνα στο κέντρο του, ο οποίος μπορεί να απεικονιστεί ως κύκλος σε δύο διαστάσεις όταν το δούμε από ψηλά.
Με αυτόν τον τρόπο, μπορούμε να πούμε ότι τα τροχιακά s είναι σφαιρικά συμμετρικά, με την πιθανότητα να βρεθεί το ηλεκτρόνιο σε μια δεδομένη απόσταση ίση προς όλες τις κατευθύνσεις, ανεξάρτητα από την κατεύθυνση της κίνησης του ηλεκτρονίου.
Ανακαλύφθηκε επίσης ότι το μέγεθος του τροχιακού s αυξάνεται με την αύξηση της τιμής του κύριου κβαντικού αριθμού (n), με το 4s> 3s> 2s> 1s να είναι το μεγαλύτερο.
1s τροχιακό:
Το τροχιακό 1s είναι το τροχιακό που βρίσκεται πιο κοντά στον πυρήνα ως προς την απόσταση. Έχει τη μικρότερη ποσότητα ενέργειας σε σύγκριση με τα άλλα τροχιακά. Έχει επίσης τη διάκριση ότι είναι το μικρότερο σφαιρικό σχήμα. Ως αποτέλεσμα, η ακτίνα του τροχιακού s είναι σχετικά μικρή. Στο τροχιακό s, μπορούν να υπάρχουν μόνο δύο ηλεκτρόνια τη φορά. Εάν υπάρχει μόνο ένα ηλεκτρόνιο στο τροχιακό s, η διαμόρφωση ηλεκτρονίων μπορεί να γραφτεί ως 1s1, που σημαίνει ότι υπάρχει μόνο ένα ηλεκτρόνιο στο τροχιακό s. Μπορεί, ωστόσο, να γραφτεί ως 1s2 εάν υπάρχουν δύο ηλεκτρόνια στο σύστημα. Τα δύο ηλεκτρόνια στο τροχιακό s κινούνται στη συνέχεια σε αντίθετες κατευθύνσεις ως αποτέλεσμα της απώθησης που συμβαίνει ως αποτέλεσμα των ίδιων ηλεκτρικών φορτίων που μεταφέρονται από τα δύο ηλεκτρόνια στο τροχιακό s. Αναφέρεται ως παραμαγνητικό όταν υπάρχει ένα ασύζευκτο ηλεκτρόνιο. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι μπορεί να έλκεται από έναν μαγνήτη. Ωστόσο, εάν το τροχιακό είναι πλήρως γεμάτο και υπάρχει ένα ζεύγος ηλεκτρονίων, τα ηλεκτρόνια δεν θα έλκονται από έναν μαγνήτη. αυτό αναφέρεται ως διαμαγνητική συμπεριφορά.
2s τροχιακό:
Το τροχιακό 2s είναι μεγαλύτερο από το τροχιακό 1s. Ως αποτέλεσμα, η ακτίνα του είναι μεγαλύτερη από αυτή του τροχιακού 1s. Είναι το τροχιακό που βρίσκεται πιο κοντά στον πυρήνα μετά το τροχιακό 1s. Η ενέργειά του είναι υψηλότερη από αυτή του τροχιακού 1s, αλλά είναι χαμηλότερη από αυτή των άλλων τροχιακών σε ένα άτομο. Το τροχιακό 2s μπορεί επίσης να γεμίσει μόνο με ένα ή δύο ηλεκτρόνια. Ωστόσο, το τροχιακό 2s γεμίζει με ηλεκτρόνια μόνο αφού ολοκληρωθεί το τροχιακό 1s. Αυτό αναφέρεται ως η αρχή Aufbau και υποδεικνύει τη σειρά με την οποία τα ηλεκτρόνια γεμίζουν τα υπο-τροχιακά.
Συμπέρασμα:
Είναι πιθανό ένα άτομο να έχει πολλούς διαφορετικούς αριθμούς τροχιακών, σύμφωνα με την κβαντική ατομική θεωρία. Τα μεγέθη, τα σχήματα και οι προσανατολισμοί αυτών των τροχιακών μπορούν επίσης να ταξινομηθούν. Με ένα μικρότερου μεγέθους τροχιακό, υπάρχει μεγαλύτερη πιθανότητα να προσελκύσει την προσοχή ενός ηλεκτρονίου κοντά στον πυρήνα. Όταν πρόκειται για την αναπαράσταση των συντεταγμένων ενός ηλεκτρονίου, χρησιμοποιείται η συνάρτηση τροχιακού κύματος, γνωστή και ως, φ. Το τετράγωνο της συνάρτησης τροχιακού κύματος, καταδεικνύει την πιθανότητα εύρεσης ηλεκτρονίου στον πυρήνα.
Όταν σχεδιάζετε διαγράμματα οριακής επιφάνειας, αυτή η συνάρτηση κύματος είναι επίσης χρήσιμη. Το σχήμα των τροχιακών μπορεί να γίνει καλύτερα κατανοητό χρησιμοποιώντας διαγράμματα οριακής επιφάνειας της σταθερής πυκνότητας πιθανότητας για διάφορα τροχιακά.
