Orbital

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Kształty orbitali – miejsca w których najbardziej prawdopodobne jest znalezienie elektronu

Orbitalfunkcja falowa będącą rozwiązaniem równania Schrödingera dla szczególnego przypadku układu jednego elektronu znajdującego się na jednej z powłok atomowych lub tworzących wiązanie chemiczne. Orbital jest funkcją falową jednego elektronu, a jej kwadrat modułu (zgodnie z postulatem Maxa Borna) określa gęstość prawdopodobieństwa napotkania elektronu w danym punkcie przestrzeni.

Przenikalność elektryczna – wielkość fizyczna charakteryzująca właściwości elektryczne środowiska, oznaczana grecką literą ε (epsilon).Hantle – sprzęt sportowy. Hantle są wykorzystywane do ćwiczeń fitness, ćwiczeń ogólnych i rozwojowych. Stanowią również doskonałą pomoc przy rehabilitacji. Istnieje wiele typów hantli, np.: winylowe, żeliwne, piaskowe, itd. Także ich waga jest niezwykle zróżnicowana w zależności od potrzeb. Można wyróżnić hantle o ciężarze: 0,5 kg, 0,75 kg , 1,0 kg , 1,5 kg , 2 kg , 3 kg , 4 kg , 5 kg , 10 kg , 15 kg , 20 kg , 25 kg , 30 kg , 50 kg - hantle o tej wadze można najczęściej spotkać w sklepach sportowych, sklepach fitness bądź ośrodkach rehabilitacyjnych.

Pojęcie orbitalu jest często utożsamiane z kształtem chmury elektronowej, obliczonym z funkcji orbitalowej, w którym prawdopodobieństwo napotkania elektronu jest bliskie 1 (zwykle przyjmuje się wartość 0,9).

Orbitale są zdegenerowane, co oznacza, że jednemu poziomowi energetycznemu odpowiada wiele stanów kwantowych.

Rodzaje orbitali[ | edytuj kod]

Orbitale dzielimy na:

Atom – podstawowy składnik materii. Składa się z małego dodatnio naładowanego jądra o dużej gęstości i otaczającej go chmury elektronowej o ujemnym ładunku elektrycznym.Compendium of Chemical Terminology (potocznie: Gold Book – złota księga) – publikacja Międzynarodowej Unii Chemii Czystej i Stosowanej (IUPAC) zawierająca definicje najważniejszych pojęć stosowanych w chemii i naukach pokrewnych. Potoczna nazwa pochodzi od nazwiska brytyjskiego chemika, Victora Golda, który zainicjował prace nad napisaniem pierwszego wydania.
  • orbitale atomowe – orbitale te opisują wszystkie elektrony, które w danym momencie nie uczestniczą w tworzeniu wiązań chemicznych, ale są przypisane do określonych jąder atomowych.
  • orbitale molekularne – orbitale te opisują elektrony w cząsteczce, które w danym momencie mogą (ale nie muszą) tworzyć wiązania chemiczne. Orbitale molekularne dzielą się z kolei na:
  • orbitale wiążące – w których elektrony posiadają niższą energię, niż gdyby przebywały na swoich orbitalach atomowych i nie uczestniczyły w tworzeniu wiązania
  • orbitale antywiążące – w których elektrony posiadają wyższą energię, niż gdyby przebywały na swoich orbitalach atomowych.
  • orbitale niewiążące – w których elektrony posiadają taką samą energię, jak gdyby przebywały na swoich orbitalach atomowych.
  • Kształty orbitali[ | edytuj kod]

    Kształty orbitali opisujących dany elektron w atomie lub cząsteczce zależą od usytuowania tych elektronów względem jąder oraz innych elektronów, które z kolei wynikają z liczb kwantowych przypisanych do danego elektronu. Usytuowanie to jest nazywane konfiguracją elektronową.

    Definicja intuicyjna: Powierzchnia (ściślej: brzeg) kuli. Zbiór punktów oddalonych o pewną zadaną odległość (promień sfery) od wybranego punktu (środek sfery).Orbital molekularny (inaczej: cząsteczkowy, skrót: MO) jest funkcją, opisującą stan elektronu w cząsteczce, w ramach teorii orbitali molekularnych. Zwykle przedstawia się go jako kombinację orbitali atomowych – "zwykłych" bądź zhybrydyzowanych.
    Kształty orbitali w funkcji liczb kwantowych
    Atomowe orbitale elektronowe
    s, px, py i pz
    (przewiń galerię)
    Dodatni ładunek punktowy w centrum wykresu xyz
    Orbital s (dwa elektrony o przeciwnych spinach)
    Orbitale s px (dwa elektrony o przeciwnych spinach)
    Orbitale s px py (dwa elektrony o przeciwnych spinach)
    Orbitale s px py pz (dwa elektrony o przeciwnych spinach)
  • Wśród orbitali atomowych wyróżnia się:
  • orbitale s – o kształcie sferycznym
  • orbitale p – o kształcie „hantli
  • orbitale d i f – o bardziej złożonych kształtach w których występuje kombinacja „hantli” i torusów
  • orbitale zhybrydyzowane o kształtach odpowiednich dla geometrii cząsteczek
  • Orbitale molekularne wiążące klasyfikuje się najczęściej na:
  • orbitale σ – które powstają w wyniku czołowego nałożenia się orbitali s lub p (ścisła definicja: orbital σ nie ma płaszczyzn węzłowych zawierających oś międzyjądrową)
  • orbitale π – które powstają w wyniku bocznego nałożenia się orbitali p, d lub f; w ujęciu geometrycznym orbital π ma dokładnie jedną płaszczyznę węzłową zawierającą oś międzyjądrową
  • orbitale δ – mają 2 płaszczyzny węzłowe zawierające oś międzyjądrową
  • Orbitale molekularne antywiążące przyjmują szereg, nieraz bardzo złożonych kształtów, które trudno jest opisać i narysować (między innymi dlatego, że są tworami „wirtualnymi”, nie zawsze mają jakąkolwiek interpretację)
  • Powyższa klasyfikacja, oparta na liczbie płaszczyzn węzłowych zawierających oś międzyjądrową, jest analogiczna do klasyfikacji orbitali atomowych (wodoropodobnych), gdzie orbitalna (poboczna) liczba kwantowa (s, p, d, f,...) determinuje liczbę płaszczyzn węzłowych; dla orbitali molekularnych bierze się grecką wersję danej litery łacińskiej. Na przykład: ponieważ orbital atomowy o pobocznej liczbie kwantowej równej 0 ma oznaczenie „s” (brak płaszczyzn węzłowych), więc orbital molekularny nieposiadający płaszczyzn węzłowych zawierających oś międzyjądrową ma oznaczenie σ. Orbital atomowy o 1 płaszczyźnie węzłowej to orbital „p”, zaś molekularny – to π; orbitale o dwóch płaszczyznach węzłowych to „d” (atomowy) i δ. Schemat jest następujący: „s”-σ, „p”-π, „d”-δ itd. Zapełnianie orbitali przez elektrony przebiega zgodnie z zakazem Pauliego. Dany orbital (poziom energetyczny) może pomieścić co najwyżej dwa elektrony o różnym spinie, co stanowi podstawę budowy układu okresowego pierwiastków.

    Wiązanie chemiczne według klasycznej definicji to każde trwałe połączenie dwóch atomów. Wiązania chemiczne powstają na skutek uwspólnienia dwóch lub większej liczby elektronów pochodzących bądź z jednego, bądź z obu łączących się atomów lub przeskoku jednego lub większej liczby elektronów z jednego atomu na drugi i utworzenia w wyniku tego tzw. pary jonowej.Pojęcie liczby kwantowej pojawiło się w fizyce wraz z odkryciem mechaniki kwantowej. Okazało się, że właściwie wszystkie wielkości fizyczne mierzone w mikroświecie atomów i cząsteczek podlegają zjawisku kwantowania, tzn. mogą przyjmować tylko pewne ściśle określone wartości. Na przykład elektrony w atomie znajdują się na ściśle określonych orbitach i mogą znajdować się tylko tam, z dokładnością określoną przez zasadę nieoznaczoności. Z drugiej strony każdej orbicie odpowiada pewna energia. Bliższe badania pokazały, że w podobny sposób zachowują się także inne wielkości np. pęd, moment pędu czy moment magnetyczny (kwantowaniu podlega tu nie tylko wartość, ale i położenie wektora w przestrzeni albo jego rzutu na wybraną oś). Wobec takiego stanu rzeczy naturalnym pomysłem było po prostu ponumerowanie wszystkich możliwych wartości np. energii czy momentu pędu. Te numery to właśnie liczby kwantowe.


    Podstrony: 1 [2] [3] [4]




    Warto wiedzieć że... beta

    Wodór (H, łac. hydrogenium) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 1, niemetal z bloku s układu okresowego. Jego izotop, prot, jest najprostszym możliwym atomem, zbudowanym z jednego protonu i jednego elektronu.
    Twierdzenie Janaka występuje w teorii funkcjonałów gęstości i jest analogiem twierdzenia Koopmansa. Mówi ono, że energia orbitalu jest równa pochodnej energii całkowitej po liczbie obsadzeń.
    Wiązanie π - wiązanie chemiczne powstałe w wyniku nakładania bocznego orbitali atomowych (oprócz orbitali s). Kształt tego wiązania wyznacza orbital molekularny π. Przy opisie wiązania π w indeksie dolnym lub po spacji podaje się jakie orbitale tworzą dane wiązanie, np. πd-d, πp-p*, gdzie * oznacza orbital antywiążący.
    Spin – moment własny pędu cząstki w układzie, w którym nie wykonuje ruchu postępowego. Własny oznacza tu taki, który nie wynika z ruchu danej cząstki względem innych cząstek, lecz tylko z samej natury tej cząstki. Każdy rodzaj cząstek elementarnych ma odpowiedni dla siebie spin. Cząstki będące konglomeratami cząstek elementarnych (np. jądra atomów) mają również swój spin będący sumą wektorową spinów wchodzących w skład jego cząstek elementarnych.
    Hybrydyzacja – tworzenie hipotetycznych mieszanych orbitali elektronów atomu w cząsteczce związku chemicznego (rodzaj „orbitali cząsteczkowych”) z pojedynczych „orbitali atomowych” przez liniową kombinację odpowiednich funkcji falowych (zob. przybliżone metody rozwiązywania równania Schrödingera). Wynikiem obliczeń są „funkcje mieszane” opisujące prawdopodobne położenie poszczególnych elektronów walencyjnych w cząsteczce (orbitale zhybrydyzowane, hybrydy). Wyznaczenie hybryd orbitali elektronów walencyjnych pozwala określać możliwości tworzenia wiązań zlokalizowanych i wyznaczać kierunki wiązań sigma w przestrzeni (teoretyczna podstawa stereochemii).
    Metoda Kohna-Shama to praktyczna realizacja DFT, najszerzej stosowana. Istotne w niej jest zastąpienie oddziaływań pomiędzy elektronami (problem wielu ciał) koncepcją nieoddziałujących explicite wzajemnie (ale oddziałujących z jądrami i polem zewnętrznym) elektronów, poruszających się w efektywnym potencjale. Potencjał ten uwzględnia oddziaływania dwuelektronowe (korelację kulombowską) oraz korelację wymienną (statystyczną), a także poprawkę do funkcjonału kinetycznego (różnicę między funkcjonałem dla fikcyjnych elektronów nieoddziałujących, a funkcjonałem dla elektronów prawdziwych) i poprawkę zmniejszającą energię samoodziaływania, która w metodzie Hartree-Focka jest tożsamościowo kasowana przez odpowiednie wyrazy całek kulombowskich i wymiennych. Kluczowy jest wybór tego potencjału w taki sposób, że gęstość nieoddziałujących elektronów jest taka, jak prawdziwych.
    Library of Congress Control Number (LCCN) – numer nadawany elementom skatalogowanym przez Bibliotekę Kongresu wykorzystywany przez amerykańskie biblioteki do wyszukiwania rekordów bibliograficznych w bazach danych i zamawiania kart katalogowych w Bibliotece Kongresu lub u innych komercyjnych dostawców.

    Reklama