Gli orbitali e il numero di elettroni che ciascuno detiene è centrale nel processo di legame chimico e, dal punto di vista della fisica, gli orbitali sono strettamente legati ai livelli di energia degli elettroni nell'atomo in questione. Se ti è stato chiesto di trovare orbitali per un livello di energia specifico, capire come sono collegati questi due approfondirà entrambi la comprensione dell'argomento e ti darà la risposta che stai cercando.
TL; DR ( Troppo lungo; non letto)
Il numero quantico principale, n Quando discutiamo di configurazioni di elettroni, " numeri quantici "sono ampiamente utilizzati. Questi sono numeri che definiscono lo stato specifico in cui un elettrone si trova per la sua "orbita" attorno al nucleo dell'atomo. Il numero quantico principale di cui avrai bisogno, per calcolare il numero di orbitali per ciascun livello di energia, è il numero quantico principale, a cui viene assegnato il simbolo n Gli altri due numeri quantici che spiegano gli orbitali e i livelli secondari sono il numero quantico del momento angolare (< em> l Il numero quantico principale n Suggerimenti In chimica in in particolare, ai l Il modo più semplice per capire quanti orbitali in ciascun livello di energia è usare le informazioni sopra e semplicemente contare gli orbitali e i livelli secondari. Il livello di energia è determinato da n Per < em> n Per n Se ti senti a tuo agio nel prendere il quadrato di un numero, c'è un modo molto più veloce di trovare gli orbitali per un livello di energia. Come avrai notato sopra, gli esempi hanno seguito il numero di formula degli orbitali \u003d n C'è anche un modo semplice per capire quanti gli elettroni sono in ogni livello di energia. Ogni orbitale contiene due elettroni, perché hanno anche un numero quantico aggiuntivo: m s
, determina il livello di energia dell'elettrone in un atomo. Ci sono n
2 orbitali per ogni livello di energia. Quindi per n
\u003d 3 ci sono nove orbitali e per n
\u003d 4 ci sono 16 orbitali.
Comprendere i numeri quantici
. Questo ti dice il livello di energia dell'elettrone e un numero quantico principale maggiore indica che l'elettrone è più lontano dal nucleo.
) e il numero quantico magnetico ( m l
). Come il normale momento angolare, il numero quantico del momento angolare indica la velocità con cui orbita l'elettrone e determina la forma dell'orbitale. Il numero quantico magnetico specifica un orbitale tra quelli disponibili.
accetta valori di numero intero (intero) come 1, 2, 3, 4 e così via. Il numero quantico del momento angolare l
accetta valori di numeri interi a partire da 0 e fino a n
- 1, quindi per n
\u003d 3, l
potrebbe assumere i valori 0, 1 o 2 (se n
\u003d 3, quindi n
- 1 \u003d 2). Infine, il numero quantico magnetico m l
prende i valori di numero intero da - l
a + l
, quindi per l
\u003d 2, può essere −2, −1, 0, +1 o +2.
numeri viene data una lettera. Quindi s
è usato per l
\u003d 0, p
è usato per l
\u003d 1, d
è usato per l
\u003d 2 e f
è usato per l
\u003d 3. Da questo punto in poi, le lettere aumentano in ordine alfabetico. Quindi un elettrone nella shell 2_p_ ha n
\u003d 2 e l
\u003d 1. Questa notazione viene spesso usata per specificare le configurazioni degli elettroni. Ad esempio, 2_p_ 2 significherebbe che c'erano due elettroni che occupavano questa subshell.
Quanti orbitali in ciascun livello di energia? Il metodo semplice
, quindi devi considerare solo un valore fisso per n
. Usando n
\u003d 3 come esempio, sappiamo da quanto sopra che l
può essere qualsiasi numero compreso tra 0 e n
- 1. Ciò significa l
potrebbe essere 0, 1 o 2. E per ogni valore di l
, m l
può essere qualsiasi cosa da - l
Da
a + l
. Ogni combinazione di l
e m l
è un orbitale specifico, quindi puoi elaborarlo esaminando le opzioni e contandole.
\u003d 3, puoi esaminare a turno i valori di l
. Per l
\u003d 0, esiste una sola possibilità, m l
\u003d 0. Per l
\u003d 1, ci sono tre valori ( m l
\u003d −1, 0 o +1). Per l
\u003d 2, ci sono cinque possibili valori ( m l
\u003d −2, −1, 0, +1 o +2). Quindi aggiungendo le possibilità si ottengono 1 + 3 + 5 \u003d 9 orbitali in totale.
\u003d 4, puoi seguire lo stesso processo, ma in questo caso l
sale a 3 invece di solo due. Quindi avrai i nove orbitali di prima e per l
\u003d 3, m l
\u003d −3, −2, −1, 0, +1, + 2 o +3. Questo dà sette orbitali extra, quindi per n
\u003d 4 ci sono 9 + 7 \u003d 16 orbitali. Questo è un modo un po 'laborioso di calcolare il numero di orbitali, ma è affidabile e semplice.
Quanti orbitali in ciascun livello di energia? Un metodo più veloce
2. Per n
\u003d 3, c'erano nove, e per n
\u003d 4, c'erano 16. Questo risulta essere una regola generale, quindi per n
\u003d 2, ci sono 2 2 \u003d 4 orbitali e per n
\u003d 5 ci sono 5 2 \u003d 25 orbitali. Puoi controllare queste risposte con il metodo semplice, se vuoi, ma funziona comunque.
Quanti elettroni in ogni livello di energia?
, il numero quantico di spin. Questo può richiedere solo due valori per gli elettroni: −1/2 o +1/2. Quindi per ogni orbitale ci sono un massimo di due elettroni. Ciò significa che: numero massimo di elettroni in un livello di energia \u003d 2_n_ 2. In questa espressione, n
è il numero quantico principale. Nota che non tutti i
dei punti disponibili saranno pieni in ogni caso, quindi devi combinare questo con un po 'più di informazioni, come il numero di elettroni nell'atomo in questione, per trovare orbitali che essere completamente occupato dagli elettroni.
