Διαφορά μεταξύ τροχιακών και ενεργειακών επιπέδων

Κύρια διαφορά – Τροχιακά έναντι Επιπέδων Ενέργειας

Κάθε άτομο αποτελείται από έναν πυρήνα που αποτελείται από πρωτόνια και νετρόνια που περιβάλλονται από ηλεκτρόνια. Αυτά τα ηλεκτρόνια βρίσκονται σε συνεχή κίνηση γύρω από τον πυρήνα. Επομένως, δεν μπορούμε να δώσουμε μια συγκεκριμένη θέση για ένα ηλεκτρόνιο σε ένα άτομο. Αντί να εντοπίσουν την ακριβή θέση ενός ηλεκτρονίου, οι επιστήμονες εισήγαγαν την έννοια της «πιθανότητας». Με άλλα λόγια, καθορίζεται η πιο πιθανή οδός που είναι πιο πιθανό να κινείται ένα ηλεκτρόνιο. Αυτό το μονοπάτι ονομάζεται τροχιακό. Αυτά τα τροχιακά είναι διατεταγμένα σύμφωνα με την ποσότητα ενέργειας από την οποία αποτελούνται τα ηλεκτρόνια σε αυτά τα τροχιακά. Αυτά ονομάζονται ενεργειακά επίπεδα. Η κύρια διαφορά μεταξύ τροχιακών και ενεργειακών επιπέδων είναι ότι τα τροχιακά δείχνουν την πιο πιθανή διαδρομή ενός ηλεκτρονίου που βρίσκεται σε κίνηση γύρω από τον πυρήνα, ενώ τα ενεργειακά επίπεδα δείχνουν τις σχετικές θέσεις των τροχιακών σύμφωνα με την ποσότητα ενέργειας που διαθέτουν.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι τα τροχιακά
      – Σχηματισμός, ιδιότητες και διάταξη
2. Τι είναι τα Ενεργειακά Επίπεδα
      – Σχηματισμός, ιδιότητες και διάταξη
3. Ποια είναι η σχέση μεταξύ τροχιακών και ενεργειακών επιπέδων
      – Τροχιακά και επίπεδα ενέργειας
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ τροχιακών και επιπέδων ενέργειας
      – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:Atom, d Orbital, Electron, Energy Levels, Orbitals, Probability, p Orbital, s Orbital

Τι είναι τα τροχιακά

Ένα τροχιακό μπορεί να οριστεί ως η πιο πιθανή περιοχή όπου μπορεί να βρεθεί ένα ηλεκτρόνιο γύρω από τον πυρήνα. Στο ατομικό επίπεδο, το πιο ακριβές όνομα για ένα τροχιακό είναι ατομικό τροχιακό. Το ατομικό τροχιακό μπορεί να υπάρχει σε διάφορα σχήματα όπως σφαιρικό σχήμα και σχήμα αλτήρα. Το τροχιακό υποδεικνύει την πιο πιθανή οδό ενός ηλεκτρονίου που βρίσκεται σε κίνηση γύρω από τον πυρήνα ενός ατόμου.

Υπάρχουν διάφοροι τύποι τροχιακών που μπορούν να βρεθούν γύρω από τον πυρήνα. Λίγα από αυτά περιγράφονται παρακάτω.

ς τροχιακό

Πρόκειται για τροχιακά σφαιρικού σχήματος. Στο ίδιο ενεργειακό επίπεδο, τα τροχιακά s έχουν τη χαμηλότερη ενέργεια. Ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων που μπορεί να χωρέσει ένα s τροχιακό είναι δύο. Αυτά τα δύο ηλεκτρόνια βρίσκονται σε αντίθετη περιστροφή, έτσι ώστε η απώθηση μεταξύ δύο ηλεκτρονίων να ελαχιστοποιείται.

p τροχιακό

Πρόκειται για τροχιακά σε σχήμα αλτήρα που έχουν μεγαλύτερη ενέργεια από το τροχιακό s. Ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων που μπορεί να χωρέσει το p τροχιακό είναι 6. Αυτό συμβαίνει επειδή ένα p τροχιακό αποτελείται από τρία υποτροχιακά που ονομάζονται p_x , p_y και p_z . Κάθε ένα από αυτά τα τροχιακά μπορεί να χωρέσει το πολύ 2 ηλεκτρόνια.

d τροχιακό

Αυτά τα τροχιακά μοιάζουν με δύο αλτήρες στο ίδιο επίπεδο. Ωστόσο, είναι μια περίπλοκη τρισδιάστατη δομή από τα τροχιακά s και p. Ένα d τροχιακό αποτελείται από 5 υποτροχιακά. Κάθε υποτροχιακό μπορεί να χωρέσει έως και 2 ηλεκτρόνια. Επομένως, ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων που μπορεί να χωρέσει ένα d τροχιακό είναι 10.

Εικόνα 1:Σχήματα ατομικών τροχιακών

Σύμφωνα με τη θεωρία των μοριακών τροχιακών, όταν δύο ατομικά τροχιακά επικαλύπτονται, σχηματίζεται ένα μοριακό τροχιακό. Αυτό το μοριακό τροχιακό δείχνει το σχηματισμό ενός ομοιοπολικού δεσμού. Επομένως, τα τροχιακά εμπλέκονται άμεσα στους χημικούς δεσμούς.

Τι είναι τα επίπεδα ενέργειας

Τα ηλεκτρονιακά κελύφη που βρίσκονται γύρω από τον πυρήνα ονομάζονται ενεργειακά επίπεδα. Αυτά τα κελύφη έχουν διακριτές ενεργειακές τιμές. Τα ηλεκτρόνια γεμίζουν αυτά τα ενεργειακά επίπεδα ή κελύφη. Αυτά τα ενεργειακά επίπεδα ονομάζονται K, L, M, N, κ.λπ. Το επίπεδο ενέργειας που έχει τη χαμηλότερη ενέργεια είναι το K. Τα ηλεκτρόνια γεμίζονται σε αυτά τα ενεργειακά επίπεδα σύμφωνα με την αύξουσα σειρά ενέργειας. Με άλλα λόγια, τα ηλεκτρόνια γεμίζονται πρώτα στο χαμηλότερο ενεργειακό επίπεδο. Με αυτόν τον τρόπο, τα άτομα μπορούν να σταθεροποιηθούν.

Υπάρχουν σταθεροί αριθμοί ηλεκτρονίων που μπορεί να χωρέσει κάθε επίπεδο ενέργειας. Αυτοί οι αριθμοί δίνονται παρακάτω. Αυτός ο αριθμός εξαρτάται από τον αριθμό των τροχιακών από τα οποία αποτελείται κάθε ενεργειακό επίπεδο.

1 ενεργειακό επίπεδο – 2

2 επίπεδα ενέργειας – 8

3 επίπεδα ενέργειας – 8

4 ενεργειακά επίπεδα – 8

Αυτό υποδεικνύει ότι όλα τα άλλα επίπεδα ενέργειας εκτός από το 1 επίπεδο ενέργειας μπορούν να χωρέσουν έως και 8 ηλεκτρόνια.

Εικόνα 2:Επίπεδα ενέργειας σε ένα άτομο. Το σύμβολο «n» υποδηλώνει το επίπεδο ενέργειας.

Τα ηλεκτρόνια μπορούν να κινούνται μεταξύ αυτών των ενεργειακών επιπέδων είτε απορροφώντας είτε απελευθερώνοντας ενέργεια. Όταν δίνεται ενέργεια σε ένα άτομο, ένα ηλεκτρόνιο σε χαμηλότερο ενεργειακό επίπεδο μπορεί να μετακινηθεί σε υψηλότερο ενεργειακό επίπεδο. Αυτή η νέα κατάσταση ονομάζεται διεγερμένη κατάσταση. Ωστόσο, αυτή η διεγερμένη κατάσταση δεν είναι σταθερή. Επομένως, αυτό το ηλεκτρόνιο μπορεί να επιστρέψει στο επίπεδο του εδάφους απελευθερώνοντας ενέργεια. Αυτές οι διαδικασίες ονομάζονται μεταπτώσεις ηλεκτρονίων.

Σχέση μεταξύ τροχιακών και ενεργειακών επιπέδων

• Τα τροχιακά ενός ατόμου διατάσσονται ανάλογα με τις ενέργειές τους. Επομένως, τα ενεργειακά επίπεδα αποτελούνται από τροχιακά.

Διαφορά μεταξύ τροχιακών και ενεργειακών επιπέδων

Ορισμός

Τροχιακά: Ένα τροχιακό είναι η πιο πιθανή περιοχή όπου μπορεί να βρεθεί ένα ηλεκτρόνιο γύρω από τον πυρήνα.

Επίπεδα ενέργειας: Τα επίπεδα ενέργειας είναι τα κελύφη ηλεκτρονίων που βρίσκονται γύρω από τον πυρήνα.

Ονομασία

Τροχιακά: Τα τροχιακά ονομάζονται s, p, d και f.

Επίπεδα ενέργειας: Τα επίπεδα ενέργειας ονομάζονται K, L, M, N.

Αριθμός ηλεκτρονίων

Τροχιακά: Τα τροχιακά μπορούν να χωρέσουν έναν μέγιστο αριθμό ηλεκτρονίων σύμφωνα με το τροχιακό, όπως s=2, p=6 και d=10.

Επίπεδα ενέργειας: Το πρώτο ενεργειακό επίπεδο αποτελείται από 2 ηλεκτρόνια και όλα τα άλλα επίπεδα ενέργειας μπορούν να χωρέσουν έως και 8 ηλεκτρόνια.

Συμπέρασμα

Τα τροχιακά αποτελούνται από ηλεκτρόνια. Τα επίπεδα ενέργειας δείχνουν τη διάταξη των τροχιακών γύρω από ένα άτομο σύμφωνα με την ενέργεια αυτών των τροχιακών. Η κύρια διαφορά μεταξύ τροχιακών και ενεργειακών επιπέδων είναι ότι τα τροχιακά δείχνουν την πιο πιθανή διαδρομή ενός ηλεκτρονίου που κινείται γύρω από τον πυρήνα, ενώ τα ενεργειακά επίπεδα δείχνουν τις σχετικές θέσεις των τροχιακών ανάλογα με την ποσότητα ενέργειας που έχουν.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. "D τροχιακά" Από T Χρήστη:Sven(CC BY-SA 3.0) μέσω Commons Wikimedia
2. "Bohr-atom-PAR" Από JabberWok στην αγγλική Wikipedia (CC BY-SA 3.0) μέσω Commons Wikimedia