როგორ მოვძებნოთ ორბიტალების რაოდენობა თითოეულ ენერგეტიკულ დონეზე

ენერგიის დონეები და ორბიტალები ხელს უწყობენ ატომის ელექტრონული სტრუქტურის აღწერას. ისინი განსაზღვრავენ თუ როგორ არის ელექტრონები ატომებში განლაგებული და ასეთი ენერგიების აღწერა გამომდინარეობს კვანტური თეორიიდან.

კვანტური თეორია ადგენს, რომ ატომები მხოლოდ გარკვეულ ენერგეტიკულ მდგომარეობებში შეიძლება არსებობდნენ. თუ ატომი, ან ელექტრონი კორელაციით შეცვლის მდგომარეობას, ის შთანთქავს ან გამოყოფს ენერგიის რაოდენობას, რომელიც ტოლია ენერგეტიკულ სხვაობას სახელმწიფოებს შორის.

გამოიყოფა ან შეიწოვება ენერგია კვანტიზდება; ეს არის ენერგია, რომელსაც ახასიათებს განსაზღვრული თანხები. ეს დაშვებული ენერგეტიკული მდგომარეობები შეიძლება აღწერილი იყოს რიცხვების სიმრავლებით, რომლებსაც კვანტურ რიცხვებს უწოდებენ.

ელექტრონის განლაგება ატომში შეიძლება აღწერილი იყოს ოთხი კვანტური რიცხვი: n, ლ, მ__ლ_ და მ_ს. ეს ეხება ენერგეტიკულ დონეს, ელექტრონების ქვედა ჭურვებს, ორბიტალურ მიმართულებას და შესაბამისად ტრიალს.

პირველი კვანტური რიცხვი დანიშნულია ავტორი ნ და არის ძირითადი ენერგეტიკული დონე.

ენერგიის დონის ძირითადი განმარტება დამკვირვებელს ეუბნება ორბიტის ზომას და განსაზღვრავს ენერგიას. ზრდა ნ არის ენერგიის ზრდა და ეს ასევე ნიშნავს, რომ ელექტრონი უფრო შორს არის ბირთვიდან.

პირველ კვანტურ რიცხვს შეუძლია მიიღოს მხოლოდ ინტეგრალური მნიშვნელობები, დაწყებული 1-ით; ნ = 1, 2, 3, 4... თითოეული ენერგეტიკული დონე შეესაბამება ასოსაც: ნ = 1 (K), 2 (L), 3 (M), 4 (N) ...

ძირითადი კვანტური რიცხვიდან ორბიტალების რაოდენობის გამოსათვლელად გამოიყენეთ ნ². არსებობს ნ² ორბიტალები თითოეული ენერგეტიკული დონისთვის. ნ = 1, არის 1² ან ერთი ორბიტალი. N = 2-ისთვის არის 2² ან ოთხი ორბიტალი. ამისთვის ნ = 3 არის ცხრა ორბიტალი, ნ = 4 არის 16 ორბიტალი, ნ = 5 არის 5² = 25 ორბიტალი და ა.შ.

თითოეული ენერგიის დონეზე ელექტრონების მაქსიმალური რაოდენობის გამოსათვლელად, ფორმულა 2ნ² შეიძლება გამოყენებულ იქნას, სად ნ არის ძირითადი ენერგიის დონე (პირველი კვანტური რიცხვი). მაგალითად, ენერგიის დონე 1, 2 (1)² ითვლის ორ შესაძლო ელექტრონს, რომლებიც მოხვდება პირველ ენერგეტიკულ დონეზე.

მეორე კვანტური რიცხვი ნიშნავს ქვესკეტებს და დანიშნულია ასოთი ლ. ეს კვანტური რიცხვი აღნიშნავს ელექტრონულ ქვე-გარსებს და ელექტრონული ღრუბლის ზოგად ფორმას.

პირველი ორი კვანტური რიცხვი დაკავშირებულია. ნებისმიერი მოცემულობისთვის ნ, ლ შეუძლია მიიღოს ნებისმიერი ინტეგრალი დაწყებული 0-დან მაქსიმუმამდე (ნ – 1); ლ = 0, 1, 2, 3 ...

კვანტური დონეები, ლ = 0, 1, 2, 3 შესაბამისად შეესაბამება ელექტრონულ ქვეშეცვლებს s, p, d, f. S- ის ფორმა არის სფერული, p- ფიგურა რვა ფორმისაა, ხოლო d და f ორბიტალებს უფრო რთული დიზაინი აქვთ, ძირითადად, სამყურას ფორმის ორბიტალების მონაწილეობით.

თითოეულ ელექტრონულ ქვესახურას შეუძლია შეიცავდეს ელექტრონების გარკვეულ რაოდენობას, s = 2, p = 6, d = 10 და f = 14.

მესამე კვანტური რიცხვი m__ლ_, აღნიშნავს თუ როგორ არის მიმართული ელექტრონის ღრუბელი სივრცეში.

ამ კვანტურ რიცხვს შეიძლება ჰქონდეს ნებისმიერი ინტეგრალური მნიშვნელობა, 0-ის ჩათვლით ლ და -ლ (მეორე კვანტური რიცხვი), ან, m__ლ = _ ლ... 2, 1, 0, -1, -2... -ლ

ამისთვის ლ = 0, არის მხოლოდ 1 მ__ლ მნიშვნელობა, ასევე 0. ეს შეიცავს მხოლოდ ერთ ორბიტალს. P ორბიტალისთვის, მ_ლ_ = 1, 0, -1. ეს შეესაბამება სამ p ორბიტალს სამი განსხვავებული მიმართულებით, გვ_xგვ_yგვ_ზ, რომელიც შეესაბამება სამგანზომილებიან x, y და z ღერძს.

მეოთხე კვანტური რიცხვი აღნიშნავს საათის ისრის ან საწინააღმდეგო ტრიალს.

ელექტრონი არის დამუხტული ნაწილაკი, რომელიც ღერძზე ტრიალებს და ამიტომ აქვს მაგნიტური თვისებები. ეს კვანტური რიცხვი არ არის დაკავშირებული n- სთან, ლ, მ_ლ, და შეიძლება ჰქონდეს მხოლოდ ორი შესაძლო მნიშვნელობა: +1/2 ან -1/2.

მეოთხე კვანტური რიცხვის დამატება ელექტრონებს საშუალებას აძლევს შეავსონ ორბიტალები, პაულის გამორიცხვის პრინციპის დარღვევის გარეშე. ეს აცხადებს, რომ ორ ელექტრონს არ შეიძლება ჰქონდეს ერთი და იგივე ოთხი კვანტური რიცხვის სიმრავლე.

შეგახსენებთ, რომ ორბიტალების რაოდენობის პოვნა ენერგეტიკულ დონეზე შეიძლება გამომდინარეობდეს ფორმულით ნ². ენერგიის დონის 3, n = (3)² ან ცხრა ორბიტალი.

უფრო დასრულებული გაანგარიშება შეიძლება გაკეთდეს ზემოთ მოცემული კვანტური რიცხვების ინფორმაციის გამოყენებით. ამისთვის ნ = 3, მნიშვნელობები ლ შეიძლება დაემატოს. ამისთვის ლ = 0, მხოლოდ ერთი ორბიტაა, მ_ლ = 0. ამისთვის ლ = 1, სამი მნიშვნელობაა (მ_ლ = −1, 0 ან +1). ამისთვის ლ = 2, შესაძლებელია ხუთი მნიშვნელობა (მ_ლ = −2, −1, 0, +1 ან +2). ასე რომ, შესაძლებლობების დამატება ჯამში 1 + 3 + 5 = 9 ორბიტალს იძლევა.