परमाणु कक्षाओं क्या है?

एक समारोह लहर कहा जाता है, जो गुण आसपास के क्षेत्र में दो से अधिक इलेक्ट्रॉनों की विशेषता का वर्णन करता है - रसायन विज्ञान और परमाणु कक्षाओं के भौतिकी में परमाणु नाभिक के अणु में के रूप में या प्रणाली के नाभिक। कक्षीय अक्सर एक तीन आयामी क्षेत्र के भीतर जो वहाँ एक इलेक्ट्रॉन को खोजने का एक 95 प्रतिशत संभावना है के रूप में दिखाया गया है।

कक्षाओं और कक्षा

एक ग्रह सूर्य के चारों ओर घूमती है, यह एक पथ की कक्षा बुलाया रूपरेखा। इसी तरह परमाणु नाभिक के चारों ओर की कक्षा में चक्कर काटते इलेक्ट्रॉनों के रूप में प्रतिनिधित्व किया जा सकता है। वास्तव में, सब कुछ अलग है, और इलेक्ट्रॉनों परमाणु कक्षाओं के रूप में जाना अंतरिक्ष के क्षेत्रों में हैं। रसायन विज्ञान परमाणु सामग्री श्रोडिंगर समीकरण की लहर के लिए सरलीकृत गणना मॉडल और इसलिए इलेक्ट्रॉन की संभावित स्थितियों का निर्धारण।

कक्षाओं और कक्षाओं समान ध्वनि, लेकिन वे पूरी तरह से अलग अलग अर्थ है। यह उन दोनों के बीच के अंतर को समझने के लिए महत्वपूर्ण है।

छवियाँ कक्षा नहीं कर सकते

कुछ के पथ का निर्माण करने के लिए, आप वास्तव में पता करने के लिए जहां किसी चीज़ है की जरूरत है, और निर्धारित करने के लिए जहां यह एक पल में हो जाएगा में सक्षम हो। यह एक इलेक्ट्रॉन के लिए संभव नहीं है।

के अनुसार हाइजेनबर्ग अनिश्चितता के सिद्धांत, यह पता करने के लिए वास्तव में, जहां कण क्षण में है और जहां यह बाद में किया जाएगा असंभव है। (वास्तव में, सिद्धांत का कहना है कि यह एक ही समय में और अपनी गति और गति के निरपेक्ष निश्चितता के साथ निर्धारित करने के लिए असंभव है)।

इसलिए, यह नाभिक के चारों ओर इलेक्ट्रॉन की कक्षा गति का निर्माण करना असंभव है। यह एक बड़ी समस्या है? नहीं। अगर कुछ असंभव है, यह लिया जाना चाहिए, और चारों ओर पाने के लिए तरीके खोजने के लिए।

इलेक्ट्रॉनिक हाइड्रोजन - 1s कक्षीय

मान लीजिए एक हाइड्रोजन देखते हैं और एक निश्चित समय पर रेखांकन एक इलेक्ट्रॉन की स्थिति अंकित कर रहे हैं। कुछ ही समय बाद, प्रक्रिया दोहराई जाती है, और पर्यवेक्षक पता चलता है कि कण एक नई स्थिति में है। के रूप में वह दूसरे में पहले स्थान से बाहर हो गया है, यह ज्ञात नहीं है।

हम इस तरह से कार्य करने के लिए जारी रखते हैं, धीरे-धीरे संभावना स्थानों पर जहां कण की 3 डी-मैप का एक प्रकार का गठन किया।

के मामले में हाइड्रोजन परमाणु इलेक्ट्रॉन नाभिक के आसपास के एक गोलाकार अंतरिक्ष के भीतर कहीं भी हो सकता है। आरेख गोलाकार अंतरिक्ष के एक क्रॉस सेक्शन को दर्शाता है।

समय का 95% (या किसी अन्य प्रतिशत है, क्योंकि एक सौ प्रतिशत निश्चित है एक ब्रह्मांड आयाम प्रदान कर सकते हैं), इलेक्ट्रॉन काफी आसानी से निर्धारित अंतरिक्ष क्षेत्र पर्याप्त रूप से कोर के करीब के भीतर हो जाएगा। इस तरह की एक साजिश कक्षीय कहा जाता है। परमाणु कक्षाओं - अंतरिक्ष के एक क्षेत्र है, जिसमें एक इलेक्ट्रॉन है वहाँ।

वह क्या कर रहा है? हम नहीं जानते, पता नहीं है और इसलिए बस इस समस्या को अनदेखा कर सकते हैं! हम इतना ही कह सकते हैं कि अगर इलेक्ट्रॉन एक विशेष कक्षीय में है, यह एक निश्चित ऊर्जा होगा।

प्रत्येक कक्षा का एक नाम है।

अंतरिक्ष हाइड्रोजन इलेक्ट्रॉन के कब्जे में 1s कक्षीय कहा जाता है। इकाई यहाँ मतलब यह है कि कण ऊर्जा स्तर के कोर करने के लिए पास में है। एस कक्षा के आकार इंगित करता है। एस कक्षाओं कोर करने के लिए स्फेरिकली सममित रिश्तेदार - कम से कम इसके केंद्र में एक कोर के साथ एक काफी घनी सामग्री के खोखले गोले के रूप में।

2s

अगला कक्षीय - 2s। यह सिवाय इसके कि क्षेत्र इलेक्ट्रॉन खोजने के लिए संभावना नाभिक से दूर है 1s के समान है,। यह दूसरा कक्षीय ऊर्जा का स्तर।

तुम करीब से देखो, तो आप नाभिक के करीब से थोड़ा अधिक इलेक्ट्रॉन घनत्व का एक और क्षेत्र है कि देखेंगे ( "घनत्व" एक और तरीका संभावना का उल्लेख करने कि कण एक निश्चित जगह में मौजूद है)।

2s-इलेक्ट्रॉनों (और 3s, 4s, और इतने पर। डी) खर्च अपने समय का हिस्सा ज्यादा परमाणु के केन्द्र के करीब एक से उम्मीद होती है। यह एस कक्षाओं पर उनकी ऊर्जा में कुछ कमी का परिणाम है। करीब इलेक्ट्रॉन नाभिक, कम अपनी ऊर्जा दृष्टिकोण।

3s-, 4s-कक्षाओं (और टी। डी) केंद्र परमाणु से दूर तैनात।

पी-कक्षीय

नहीं सभी इलेक्ट्रॉनों में निवास रों कक्षीय (वास्तव में, उनमें से बहुत कम बाहर देखते हैं)। पहली तारीख को ऊर्जा का स्तर है उनके लिए ही उपलब्ध जगह 1s, दूसरा जोड़ा 2s और 2p का स्थान है।

इस प्रकार के कक्षाओं दिखाई 2 अधिक की तरह समान गुब्बारे नाभिक में एक दूसरे से जुड़े हुए हैं। चित्र से पता चलता है एक क्रॉस अनुभागीय दृश्य की एक 3 आयामी स्थानिक क्षेत्र। फिर, कक्षीय शो केवल एक ही इलेक्ट्रॉन पाने की एक 95 प्रतिशत संभावना के साथ क्षेत्र।

हम क्षैतिज विमान है कि इस तरह से कि कक्षा के एक भाग विमान के ऊपर स्थित हो जाएगा, और उसके तहत आने वाले अन्य में कोर से होकर गुजरता है की कल्पना है, तो इस विमान में इलेक्ट्रॉन पाने की शून्य संभावना है। एक से दूसरे हिस्से से कण चाल के बाद से, वह कभी नहीं अंगूठी विमान के माध्यम से पारित करने में सक्षम होगा तो क्या होगा? यह अपने तरंग प्रकृति के कारण है।

s- के विपरीत, पी कक्षीय एक निश्चित दिशिकता है।

किसी भी ऊर्जा स्तर पर तीन एक-दूसरे से समकोण पर बिल्कुल बराबर पी कक्षाओं हो सकता है। वे मनमाने ढंग से प्रतीकों पी _{एक्स,} पी _y, और पी _जेड द्वारा नामित कर रहे _हैं। तो सुविधा के लिए बनाया - क्या X, Y या Z के निर्देशों का क्या मतलब है, यह लगातार बदल रहा है, टी परमाणु बेतरतीब ढंग से अंतरिक्ष में घूम रहा है ...

दूसरा ऊर्जा स्तर पर पी-कक्षीय 2p _एक्स 2p _y और 2p _जेड कहा जाता _है। वहाँ समान कक्षीय कर रहे हैं और पालन _{- 3p एक्स, 3p y, 3p} z, 4P एक्स, 4P y, 4P जेड और इतने पर।

सभी स्तरों, पहले के अलावा, पी-कक्षाओं की है। नाभिक से एक अधिक से अधिक दूरी पर इलेक्ट्रॉन पाने की सबसे अधिक संभावना जगह के साथ उच्च "पंखुड़ियों" पुल, पर।

डी और एफ-कक्षाओं

s- और पी कक्षाओं के अलावा, वहाँ उच्च ऊर्जा स्तर के लिए इलेक्ट्रॉनों के लिए उपलब्ध कक्षाओं के दो अन्य सेट कर रहे हैं। पाँच डी-कक्षाओं और 3s- और 3p-कक्षाओं (जटिल आकृति और नामों के साथ) _{(3p एक्स, 3p y, 3p} के तीसरे संभावित अस्तित्व जेड)। कुल में उनमें से 9 यहाँ हैं।

सभी उच्च ऊर्जा स्तर पर उपलब्ध केवल 16, भी - चौथे में, 4s और 4P और 4d के साथ-साथ अतिरिक्त 7 च-कक्षाओं दिखाई देते हैं।

कक्षाओं में निवास इलेक्ट्रॉनों

एक परमाणु भूतल पर रहने वाले नाभिक, और ऊपरी मंजिल इलेक्ट्रॉनों के कब्जे पर विभिन्न कमरों के साथ एक बहुत फैंसी घर (उलटे पिरामिड की तरह) के रूप में प्रतिनिधित्व किया जा सकता है:

• भूतल पर वहाँ केवल 1 बाथरूम (1s) है;
• दूसरा चार कमरे (2s, 2p _एक्स 2p _y और 2p _{जेड) है;}
• तीसरी मंजिल पर 9 कमरे (एक 3s, तीन 3p और पांच 3 डी-कक्षाओं) और इतने पर है।

लेकिन कमरे बहुत बड़ी नहीं हैं। उनमें से प्रत्येक के लिए केवल 2 इलेक्ट्रॉनों हो सकते हैं।

परमाणु कक्षाओं जिसमें कण हैं दिखाने के लिए एक सुविधाजनक तरीका - एक आकर्षित करने के लिए है "क्वांटम सेल।"

क्वांटम सेल

परमाणु कक्षाओं उन में इलेक्ट्रॉनों, तीर के रूप में चित्रित के साथ वर्गों के रूप में प्रतिनिधित्व किया जा सकता है। अक्सर ओर इशारा करते हुए तीर और नीचे, पता चलता है कि इन कणों एक दूसरे से अलग किया जाता है।

परमाणु में विभिन्न इलेक्ट्रॉन होने की आवश्यकता क्वांटम सिद्धांत का एक परिणाम है। वे अलग अलग कक्षाओं में हैं, तो - यह ठीक है, लेकिन यदि वे एक में स्थित हैं, उन दोनों के बीच वहाँ कुछ सूक्ष्म अंतर होना चाहिए। क्वांटम सिद्धांत कण, जो "स्पिन" कहा जाता है के गुणों देता है - बस उसे और तीर की दिशा इंगित करता है।

दो के साथ 1s कक्षीय इलेक्ट्रॉनों दो तीर ओर इशारा करते हुए और नीचे के साथ एक वर्ग के रूप में चित्रित, लेकिन यह भी 1s ² के रूप में और भी अधिक तेजी से दर्ज किया जा ^{सकता।} यह "के रूप में एक दो" और नहीं "के रूप में एक चुकता रहा है।" पढ़ा जाता है इस अंकन में संख्या भ्रमित न हों। कक्षीय पर कणों की संख्या - यह पहली बार ऊर्जा का स्तर है, और दूसरा प्रतीक मानते हैं।

संकरण

रसायन शास्त्र में, संकरण इलेक्ट्रॉनों की जोड़ी की नई संकर सक्षम में परमाणु कक्षाओं मिश्रण रासायनिक बंधन के रूप में की अवधारणा है। एसपी-संकरण ऐसे alkynes के रूप में यौगिकों के रासायनिक बांड बताते हैं। इस मॉडल में, कार्बन 2s और 2p के परमाणु कक्षाओं मिलाया जाता है, दो एसपी-कक्षाओं के गठन। एसिटिलीन सी ₂ एच ₂ SP-SP-इंटरलेसिंग दो कार्बन परमाणुओं एक σ-कनेक्शन और दो अतिरिक्त π-बांड के रूप में होते हैं।

संतृप्त हाइड्रोकार्बन में कार्बन परमाणु कक्षाओं ही एसपी ³ संकर कक्षीय, डम्बल के आकार का, जिनमें से एक हिस्से को अन्य की तुलना में बहुत बड़ा है।

एसपी ² पिछले संकरण के समान है और एक और दो पी कक्षाओं के मिश्रण से बना है। और एक पी-कक्षीय - उदाहरण के लिए, एक इथाइलीन अणु में तीन एसपी ² बनते हैं।

परमाणु कक्षाओं: भरने के सिद्धांत

रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी में एक और एक परमाणु से संक्रमण की कल्पना, यह अगले उपलब्ध कक्षीय में अधिक कणों रखकर एक परमाणु के अगले इलेक्ट्रॉनिक संरचना स्थापित करने के लिए संभव है।

इलेक्ट्रॉन, उच्च ऊर्जा स्तर भरने से पहले ही कम होगी, केंद्र के समीप रहते हैं। कहाँ वहाँ एक विकल्प है, वे भर रहे हैं अलग-अलग कक्षाओं।

Hund के शासन के रूप में जाना जाता भरने के लिए तरह की एक प्रक्रिया। यह लागू होता है जब परमाणु कक्षाओं बराबर ऊर्जा है और यह भी इलेक्ट्रॉनों के बीच प्रतिकर्षण, जो और अधिक स्थिर परमाणु बनाता है कम से कम करने में मदद करता है।

यह ध्यान देने योग्य रों कक्षीय ऊर्जा के क्षेत्र में हमेशा से थोड़ा ही ऊर्जा के स्तर पर जिले की तुलना में कम है, इसलिए सबसे पहले हमेशा पिछले से पहले भर जाता है।

क्या वास्तव में अजीब बात है स्थिति 3 डी-कक्षाओं है। वे 4s तुलना में एक उच्च स्तर पर सभी 3 डी और 4P-कक्षाओं हैं, और इसलिए 4s-कक्षाओं पहले भर रहे हैं, और उसके बाद।

इसी प्रकार के भ्रम और therebetween टांके की एक बड़ी संख्या के साथ उच्च स्तर पर होता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, 4f परमाणु कक्षाओं भरा नहीं कर रहे हैं जब तक सभी सीटों 6s पर कब्जा कर लिया गया है।

भरने की प्रक्रिया का ज्ञान कैसे इलेक्ट्रॉनिक संरचना का वर्णन करने के की समझ के लिए महत्वपूर्ण है।