Quỹ đạo trong hóa học là gì. Quỹ đạo nguyên tử

quỹ đạo

quỹ đạo, trong VẬT LÝ HẠT CƠ BẢN - bề mặt không gian xung quanh HẠT NHÂN nguyên tử trong đó ĐIỆN TỬ có thể chuyển động. Có khả năng cao về sự hiện diện của một electron trong quỹ đạo như vậy. Nó có thể chứa một hoặc hai electron. Quỹ đạo có hình dạng và năng lượng tương ứng với SỐ LƯỢNG TƯ của nguyên tử. Trong phân tử, các electron liên kết chuyển động trong điện trường tổng hợp của tất cả các hạt nhân. Trong trường hợp này, quỹ đạo nguyên tử trở thành quỹ đạo phân tử, vùng bao quanh hai hạt nhân có năng lượng đặc trưng và chứa hai electron. Các quỹ đạo phân tử này, được hình thành từ các quỹ đạo nguyên tử, tạo thành LIÊN KẾT HÓA HỌC.

Các quỹ đạo nguyên tử mô tả bề mặt xung quanh hạt nhân của một nguyên tử, rất có thể chứa các electron. Chúng cũng có thể được gọi là "đám mây năng lượng". Sự tồn tại của chúng giải thích các liên kết hóa học. Các electron được chứa trong các cấu trúc nguyên tử hoặc phân tử được sắp xếp thành các mức năng lượng. Cấp độ đầu tiên được đặc trưng bởi chỉ một loại electron: nó có một quỹ đạo s (A), được biểu thị tương ứng với các trục x, y và z của nguyên tử. Số lượng electron tối đa có thể ở mức năng lượng này là hai. Đối với loại electron thứ hai, quỹ đạo có dạng hai quả cầu nối nhau nằm đối xứng với hạt nhân. Quỹ đạo như vậy được gọi là nguyên tử p-orbital (B) V, ba quỹ đạo như vậy và chúng nằm vuông góc với nhau (1,2, 3). Các quỹ đạo có dạng hình cầu đều thường được gọi là đám mây hình quả lê đối với sự rõ ràng của hình ảnh. Ngoài ra, còn có 5 quỹ đạo d (C-G), mỗi thùy gồm 4 thùy hình quả lê trên hai trục vuông góc, giao nhau tại nhân G - sự kết hợp của hai quỹ đạo p.


Từ điển bách khoa khoa học kỹ thuật.

Xem "ORBITAL" là gì trong các từ điển khác:

    Quỹ đạo: Quỹ đạo nguyên tử. Quỹ đạo phân tử. Danh sách nghĩa của một từ hoặc cụm từ có liên kết đến các bài viết có liên quan. Nếu bạn đến đây từ... Wikipedia

    quỹ đạo- – một tập hợp đầy đủ các hàm sóng của một electron nằm trong trường hạt nhân và trường trung bình của tất cả các electron khác tương tác với cùng các hạt nhân. Quỹ đạo nguyên tử là trạng thái cho phép của một electron trong nguyên tử, một hình học,... ... Thuật ngữ hóa học

    Hàm các biến không gian của một electron, có ý nghĩa là hàm sóng của electron nằm trong trường lõi nguyên tử hoặc phân tử. Nếu hàm như vậy có tính đến electron spin thì nó được gọi. quay O. Để biết thêm chi tiết, xem Quỹ đạo phân tử... ... Bách khoa toàn thư vật lý

    quỹ đạo- quỹ đạo. thuộc vật chất Hàm sóng nguyên tử và phân tử của một electron nằm trong trường của một hoặc nhiều hạt nhân nguyên tử và trong trường trung bình của tất cả các electron khác của nguyên tử hoặc phân tử được đề cập. NES 2000… Từ điển lịch sử về chủ nghĩa Gallic của tiếng Nga

    - (từ lat. quỹ đạo, track), hàm sóng mô tả trạng thái của một electron trong nguyên tử, phân tử hoặc hệ lượng tử khác. Trong trường hợp tổng quát, hóa học lượng tử. thuật ngữ O. được dùng cho bất kỳ hàm số nào phụ thuộc vào các biến x, y, z của một ... ... Bách khoa toàn thư hóa học

    quỹ đạo- trạng thái quỹ đạo T sritis chemija apibrėžtis Banginė funkcija, apibūdinanti elektrono judėjimą Atome arba molekulėje; erdvė, kurioje elektrono buvimas labiausiai tikėtinas. atitikmenys: tiếng anh. quỹ đạo Nga. quỹ đạo... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

    quỹ đạo- trạng thái quỹ đạo T sritis fizika atitikmenys: engl. quỹ đạo vok. Quỹ đạo, và Nga. quỹ đạo, f pranc. quỹ đạo, f … Fizikos terminų žodynas

    quỹ đạo- quỹ đạo al, và... Từ điển chính tả tiếng Nga

    quỹ đạo- Với. Quỹ đạo buencha bashkaryl togan. Orbit buencha hҙrҙkҙt itҙ torgan yaki shunyn ҩchen bilgelҙngҙn… Tatar telen anlatmaly suzlege

    quỹ đạo- Hàm biến số không gian của một electron, có ý nghĩa là hàm sóng của từng electron trong trường lõi nguyên tử hoặc lõi phân tử hiệu dụng… Từ điển giải thích thuật ngữ bách khoa

Sách

  • Đặt các bảng. Hoá học. Cấu trúc của vật chất (10 bảng), . Album giáo dục 10 tờ.

Cấu trúc của nguyên tử. Quỹ đạo điện tử. Mô hình nguyên tử của một số nguyên tố. Tinh thể. Liên kết hoá học. Hóa trị. Trạng thái oxy hóa. Isometric. Tương đồng. Nghệ thuật...

Thành phần của nguyên tử. Một nguyên tử được tạo thành từ hạt nhân nguyên tử Và.

vỏ điện tử Hạt nhân nguyên tử gồm có proton ( p+ ) và neutron ( N

0). Hầu hết các nguyên tử hydro có hạt nhân gồm một proton. Số lượng proton(Hạt nhân nguyên tử gồm có proton ( N ) bằng điện tích hạt nhân ( Z

Số lượng proton() và số thứ tự của nguyên tố trong dãy nguyên tố tự nhiên (và trong bảng tuần hoàn các nguyên tố). +) = ) bằng điện tích hạt nhân (

P Số lượng proton() và neutron ( 0), được ký hiệu đơn giản bằng chữ cái Số lượng proton, và số proton ) bằng điện tích hạt nhân ( gọi điện số khối và được chỉ định bởi chữ cái MỘT.

MỘT = ) bằng điện tích hạt nhân ( + Số lượng proton

Lớp vỏ electron của nguyên tử gồm các electron chuyển động xung quanh hạt nhân ( e -).

Số lượng electron Số lượng proton(e-) ở lớp electron của nguyên tử trung hòa bằng số proton ) bằng điện tích hạt nhân (ở cốt lõi của nó.

Khối lượng của proton xấp xỉ bằng khối lượng của neutron và gấp 1840 lần khối lượng của electron, do đó khối lượng của nguyên tử gần bằng khối lượng của hạt nhân.

Hình dạng của nguyên tử là hình cầu. Bán kính hạt nhân nhỏ hơn bán kính nguyên tử khoảng 100.000 lần.

nguyên tố hóa học- loại nguyên tử (tập hợp các nguyên tử) có cùng điện tích hạt nhân (có cùng số proton trong hạt nhân).

đồng vị- tập hợp các nguyên tử của cùng một nguyên tố có cùng số nơtron trong hạt nhân (hoặc loại nguyên tử có cùng số proton và cùng số nơtron trong hạt nhân).

Các đồng vị khác nhau khác nhau về số lượng neutron trong hạt nhân nguyên tử của chúng.

Ký hiệu của một nguyên tử hoặc đồng vị riêng lẻ: (ký hiệu nguyên tố E), ví dụ: .


Cấu trúc lớp vỏ electron của nguyên tử

Quỹ đạo nguyên tử- Trạng thái của electron trong nguyên tử. Ký hiệu quỹ đạo là . Mỗi quỹ đạo có một đám mây điện tử tương ứng.

Quỹ đạo của các nguyên tử thực ở trạng thái cơ bản (không bị kích thích) có bốn loại: S, ) và số thứ tự của nguyên tố trong dãy nguyên tố tự nhiên (và trong bảng tuần hoàn các nguyên tố)., d hạt nhân nguyên tử f.

Đám mây điện tử- phần không gian trong đó có thể tìm thấy electron với xác suất 90 (hoặc hơn).

Ghi chú: đôi khi khái niệm “quỹ đạo nguyên tử” và “đám mây điện tử” không được phân biệt mà gọi cả hai là “quỹ đạo nguyên tử”.

Vỏ electron của nguyên tử được xếp lớp. Lớp điện tửđược hình thành bởi các đám mây điện tử có cùng kích thước. Các quỹ đạo của dạng một lớp mức độ điện tử ("năng lượng"), năng lượng của chúng giống nhau đối với nguyên tử hydro, nhưng khác nhau đối với các nguyên tử khác.

Các quỹ đạo cùng loại được nhóm lại thành điện tử (năng lượng) cấp dưới:
S-cấp dưới (bao gồm một S-orbitals), ký hiệu - .
) và số thứ tự của nguyên tố trong dãy nguyên tố tự nhiên (và trong bảng tuần hoàn các nguyên tố).-cấp dưới (bao gồm ba ) và số thứ tự của nguyên tố trong dãy nguyên tố tự nhiên (và trong bảng tuần hoàn các nguyên tố).
d-cấp dưới (bao gồm năm d-orbitals), ký hiệu - .
f-cấp dưới (bao gồm bảy f-orbitals), ký hiệu - .

Năng lượng của các quỹ đạo của cùng một cấp độ con là như nhau.

Khi chỉ định cấp độ phụ, số lớp (cấp điện tử) được thêm vào ký hiệu cấp độ phụ, ví dụ: 2 S, 3) và số thứ tự của nguyên tố trong dãy nguyên tố tự nhiên (và trong bảng tuần hoàn các nguyên tố)., 5d có nghĩa S-cấp dưới của cấp thứ hai, ) và số thứ tự của nguyên tố trong dãy nguyên tố tự nhiên (và trong bảng tuần hoàn các nguyên tố).- cấp dưới của cấp thứ ba, d-cấp dưới của cấp thứ năm.

Tổng số cấp con ở một cấp bằng số cấp ) và neutron (. Tổng số quỹ đạo ở một cấp độ bằng ) và neutron ( 2. Theo đó, tổng số mây trong một lớp cũng bằng ) và neutron ( 2 .

Ký hiệu: - quỹ đạo tự do (không có electron), - quỹ đạo có một electron độc thân, - quỹ đạo có một cặp electron (có hai electron).

Thứ tự các electron lấp đầy quỹ đạo của một nguyên tử được xác định bởi ba định luật tự nhiên (các công thức được đưa ra dưới dạng đơn giản):

1. Nguyên lý năng lượng tối thiểu - các electron lấp đầy các quỹ đạo theo thứ tự năng lượng tăng dần của các quỹ đạo.

2. Nguyên lý Pauli - không thể có nhiều hơn hai electron trong một quỹ đạo.

3. Quy tắc Hund - trong một phân lớp, trước tiên các electron sẽ lấp đầy các quỹ đạo trống (mỗi lần một cái) và chỉ sau đó chúng tạo thành các cặp electron.

Tổng số electron ở cấp độ điện tử (hoặc lớp electron) là 2 ) và neutron ( 2 .

Sự phân bố các cấp dưới theo năng lượng được thể hiện như sau (theo thứ tự năng lượng tăng dần):

1S, 2S, 2) và số thứ tự của nguyên tố trong dãy nguyên tố tự nhiên (và trong bảng tuần hoàn các nguyên tố)., 3S, 3) và số thứ tự của nguyên tố trong dãy nguyên tố tự nhiên (và trong bảng tuần hoàn các nguyên tố)., 4S, 3d, 4) và số thứ tự của nguyên tố trong dãy nguyên tố tự nhiên (và trong bảng tuần hoàn các nguyên tố)., 5S, 4d, 5) và số thứ tự của nguyên tố trong dãy nguyên tố tự nhiên (và trong bảng tuần hoàn các nguyên tố)., 6S, 4f, 5d, 6) và số thứ tự của nguyên tố trong dãy nguyên tố tự nhiên (và trong bảng tuần hoàn các nguyên tố)., 7S, 5f, 6d, 7) và số thứ tự của nguyên tố trong dãy nguyên tố tự nhiên (và trong bảng tuần hoàn các nguyên tố). ...

Trình tự này được thể hiện rõ ràng bằng sơ đồ năng lượng:

Sự phân bố electron của nguyên tử qua các cấp, cấp dưới và quỹ đạo (cấu hình điện tử của nguyên tử) có thể được mô tả dưới dạng công thức điện tử, sơ đồ năng lượng hoặc đơn giản hơn là sơ đồ các lớp electron ("sơ đồ điện tử").

Ví dụ về cấu trúc điện tử của nguyên tử:

electron hóa trị- các electron của nguyên tử có thể tham gia hình thành liên kết hóa học. Đối với bất kỳ nguyên tử nào, đây là tất cả các electron bên ngoài cộng với các electron trước bên ngoài có năng lượng lớn hơn năng lượng của các electron bên ngoài. Ví dụ: nguyên tử Ca có 4 electron lớp ngoài S 2, chúng cũng là hóa trị; Nguyên tử Fe có 4 electron lớp ngoài S 2 nhưng anh ấy có 3 d 6, do đó nguyên tử sắt có 8 electron hóa trị. Công thức hóa trị của nguyên tử canxi là 4 S 2 và nguyên tử sắt - 4 S 2 3d 6 .

Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học của D. I. Mendeleev
(hệ tự nhiên của các nguyên tố hóa học)

Định luật tuần hoàn của các nguyên tố hóa học(công thức hiện đại): tính chất của các nguyên tố hóa học, cũng như các chất đơn giản và phức tạp do chúng tạo thành, phụ thuộc định kỳ vào giá trị điện tích của hạt nhân nguyên tử.

bảng tuần hoàn- biểu hiện đồ họa của pháp luật tuần hoàn.

Nhóm nguyên tố hóa học tự nhiên- một loạt các nguyên tố hóa học được sắp xếp theo số lượng proton tăng dần trong hạt nhân nguyên tử của chúng, hoặc tương tự như vậy, theo điện tích tăng dần của hạt nhân của các nguyên tử này. Số nguyên tử của một nguyên tố trong dãy này bằng số proton trong hạt nhân của bất kỳ nguyên tử nào của nguyên tố này.

Bảng nguyên tố hóa học được xây dựng bằng cách “cắt” dãy nguyên tố hóa học tự nhiên thành thời kỳ(các hàng ngang của bảng) và các nhóm (cột dọc của bảng) gồm các nguyên tố có cấu trúc điện tử nguyên tử tương tự nhau.

Tùy thuộc vào cách bạn kết hợp các phần tử thành các nhóm, bảng có thể thời gian dài(các nguyên tố có cùng số lượng và cùng loại electron hóa trị được tập hợp thành các nhóm) và thời gian ngắn(các nguyên tố có cùng số electron hóa trị được tập hợp thành nhóm).

Các nhóm bảng thời gian ngắn được chia thành các nhóm nhỏ ( chủ yếu hạt nhân nguyên tử bên), trùng với các nhóm của bảng chu kỳ dài.

Tất cả các nguyên tử của các nguyên tố cùng chu kỳ đều có cùng số lớp electron, bằng số chu kỳ.

Số nguyên tố trong các thời kỳ: 2, 8, 8, 18, 18, 32, 32. Hầu hết các nguyên tố của thời kỳ thứ tám được thu được một cách nhân tạo; những nguyên tố cuối cùng của thời kỳ này vẫn chưa được tổng hợp. Tất cả các giai đoạn ngoại trừ giai đoạn đầu tiên đều bắt đầu bằng nguyên tố tạo thành kim loại kiềm (Li, Na, K, v.v.) và kết thúc bằng nguyên tố tạo thành khí hiếm (He, Ne, Ar, Kr, v.v.).

Trong bảng kỳ hạn ngắn có 8 nhóm, mỗi nhóm được chia thành hai nhóm nhỏ (chính và phụ), trong bảng kỳ hạn dài có 16 nhóm, được đánh số bằng chữ số La Mã với các chữ cái A hoặc B, ví dụ: ví dụ: IA, IIIB, VIA, VIIB. Nhóm IA của bảng chu kỳ dài tương ứng với nhóm con chính của nhóm đầu tiên của bảng chu kỳ ngắn hạn; nhóm VIIB - phân nhóm thứ cấp của nhóm thứ bảy: các nhóm còn lại - tương tự.

Tính chất của các nguyên tố hóa học thay đổi một cách tự nhiên theo nhóm và chu kỳ.

Trong thời gian (với số sê-ri tăng dần)

  • điện tích hạt nhân tăng
  • số lượng electron bên ngoài tăng lên,
  • bán kính nguyên tử giảm dần,
  • độ bền liên kết giữa electron và hạt nhân tăng lên (năng lượng ion hóa),
  • độ âm điện tăng
  • tính chất oxy hóa của các chất đơn giản được tăng cường ("phi kim loại"),
  • tính chất khử của các chất đơn giản bị suy yếu ("tính kim loại"),
  • làm suy yếu tính chất cơ bản của hydroxit và oxit tương ứng,
  • tính axit của hydroxit và oxit tương ứng tăng lên.

Theo nhóm (với số sê-ri tăng dần)

  • điện tích hạt nhân tăng
  • bán kính nguyên tử tăng (chỉ ở nhóm A),
  • độ bền liên kết giữa electron và hạt nhân giảm (năng lượng ion hóa; chỉ ở nhóm A),
  • độ âm điện giảm (chỉ ở nhóm A),
  • tính chất oxy hóa của các chất đơn giản yếu đi ("phi kim loại"; chỉ ở nhóm A),
  • tính chất khử của các chất đơn giản được tăng cường ("tính kim loại"; chỉ ở nhóm A),
  • tính chất bazơ của hydroxit và oxit tương ứng tăng (chỉ ở nhóm A),
  • làm suy yếu tính chất axit của hydroxit và oxit tương ứng (chỉ ở nhóm A),
  • độ ổn định của các hợp chất hydro giảm (hoạt tính khử của chúng tăng lên; chỉ ở nhóm A).

Nhiệm vụ và bài kiểm tra chủ đề “Chủ đề 9.” Cấu trúc của nguyên tử. Định luật tuần hoàn và hệ tuần hoàn các nguyên tố hóa học của D. I. Mendeleev (PSHE) "."

  • Định luật tuần hoàn - Định luật tuần hoàn và cấu trúc nguyên tử lớp 8–9
    Bạn phải biết: định luật lấp đầy quỹ đạo bằng electron (nguyên lý năng lượng tối thiểu, nguyên lý Pauli, quy tắc Hund), cấu trúc của bảng tuần hoàn các nguyên tố.

    Bạn phải có khả năng: xác định thành phần của nguyên tử theo vị trí của nguyên tố đó trong bảng tuần hoàn và ngược lại, tìm một nguyên tố trong hệ tuần hoàn khi biết thành phần của nó; mô tả sơ đồ cấu trúc, cấu hình điện tử của nguyên tử, ion và ngược lại, xác định vị trí của một nguyên tố hóa học trong PSCE từ sơ đồ và cấu hình điện tử; mô tả đặc điểm của nguyên tố và các chất mà nó tạo thành theo vị trí của nó trong PSCE; xác định sự thay đổi bán kính nguyên tử, tính chất của các nguyên tố hóa học và các chất mà chúng tạo thành trong một chu kỳ và một nhóm con chính của hệ thống tuần hoàn.

    Ví dụ 1. Xác định số lượng quỹ đạo ở cấp độ electron thứ ba. Những quỹ đạo này là gì?
    Để xác định số lượng quỹ đạo, chúng tôi sử dụng công thức Số lượng proton quỹ đạo = ) và neutron ( 2 ở đâu ) và neutron (- số cấp. Số lượng proton quỹ đạo = 3 2 = 9. Một 3 S-, ba 3 ) và số thứ tự của nguyên tố trong dãy nguyên tố tự nhiên (và trong bảng tuần hoàn các nguyên tố).- và năm 3 d-quỹ đạo.

    Ví dụ 2. Xác định nguyên tử của nguyên tố nào có công thức điện tử 1 S 2 2S 2 2) và số thứ tự của nguyên tố trong dãy nguyên tố tự nhiên (và trong bảng tuần hoàn các nguyên tố). 6 3S 2 3) và số thứ tự của nguyên tố trong dãy nguyên tố tự nhiên (và trong bảng tuần hoàn các nguyên tố). 1 .
    Để xác định đó là nguyên tố gì, bạn cần tìm ra số hiệu nguyên tử của nó, bằng tổng số electron của nguyên tử. Trong trường hợp này: 2 + 2 + 6 + 2 + 1 = 13. Đây là nhôm.

    Sau khi chắc chắn rằng mọi thứ bạn cần đã được học, hãy tiến hành hoàn thành các nhiệm vụ. Chúng tôi chúc bạn thành công.


    Đề nghị đọc:
    • O. S. Gabrielyan và những người khác. Hóa học lớp 11. M., Bustard, 2002;
    • G. E. Rudzitis, F. G. Feldman. Hoá học lớp 11. M., Giáo dục, 2001.

Biểu thức phân tích chung cho các hàm R(r), 0(0) và Ф(ф) được viết bằng các hàm toán học đặc biệt. Chúng có thể được tìm thấy trong các tài liệu chuyên ngành về cơ học lượng tử và hóa học lượng tử. Trong phần này, sử dụng một ví dụ s-, p- và “/-electron”, các điều khoản chính được áp dụng để mô tả quỹ đạo của electron, là cơ sở của lý thuyết về liên kết hóa học, sẽ được xem xét.

Từ các kết quả thu được trước đó, suy ra rằng việc mô tả trạng thái của một electron trong nguyên tử hoá ra phức tạp hơn nhiều so với lý thuyết Bohr giả định. Cơ học lượng tử cho thấy một electron nguyên tử có thể nằm ở các vùng không gian khác nhau xung quanh hạt nhân và xác suất hiện diện của nó thay đổi theo từng điểm. Đây là nơi nảy sinh khái niệm quỹ đạo điện tử, thể hiện khái niệm tổng quát hơn về đám mây điện tử. Các nhà vật lý dưới quỹ đạo điện tử hiểu chính hàm sóng, tương ứng với các số lượng tử nhất định. Trong hóa học dưới quỹ đạođược hiểu là tập hợp các vị trí của một electron trong nguyên tử, có tính đến xác suất xuất hiện của nó ở những vùng không gian nhất định gần hạt nhân. Xác suất này được xác định bởi các hàm R, 0, F. Bảng 8.2 biểu diễn các biểu thức hàm sóng trong hệ tọa độ cầu s-,p- và "/-electron.

Hình 8.21 thể hiện đồ thị của hàm số R(r)(Hình 8.21, MỘT) và mật độ xác suất phát hiện một electron trong lớp hình cầu có độ dày dr|^= 4nr 2 i? 2(r)j - (Hình 8.21, b) tùy thuộc vào G. Nên

chú ý đến thực tế là đối với trạng thái j, phần xuyên tâm của hàm sóng tại g = 0 (những thứ kia. trên lõi)(xem đồ thị hàm số R(r) trong hình. 8,21, MỘT) có mức tối đa. Không có mâu thuẫn nào với lẽ thường (một electron trong hạt nhân) phát sinh trong trường hợp này, vì hàm R(r) xác định mật độ xác suất và chính xác suất đó

Bảng 8.2

Hàm sóng cho S-, p- và "/-electron

Kết thúc


Ghi chú. Các ký hiệu sau đây được sử dụng trong bảng: a = (Z/a^rvL a 0 = Y 2 /(2 cái đó) = = 0,5292 1(7 10 m - Bán kính Bohr của quỹ đạo electron của nguyên tử hydro.

Tại T-> 0 (xem đồ thị hàm số 4лг 2 /? 2 (r) trên Hình 8.21, b)ở vùng lân cận hạt nhân có xu hướng bằng không.

Hình 8.22 trình bày sơ đồ xây dựng đồ thị phần góc của hàm sóng 7(0, a) và bình phương 7 2 (0, b) của nó bằng cách sử dụng quỹ đạo p r làm ví dụ. Giá trị 7(0, φ) của góc 0 được biểu thị bằng độ dài của đoạn ôi. Cần chú ý đến thực tế là đồ thị của hàm 7(0) được biểu thị bằng hình cầu, trong khi đồ thị của 7 2 (0) được biểu thị bằng những “quả tạ” thon dài. Vì vậy, trong bảng. 8.2 hàm sóng của nguyên tử hydro đã được trình bày cho n = 1, 2 và 3. Hàng đầu tiên của bảng này hiển thị dữ liệu về trạng thái 15 của electron. Trong trường hợp này hàm R(r) có cực đại tại g = 0 và giảm theo cấp số nhân khi tăng r. Hàm 7(0, φ) không phụ thuộc vào 0 hoặc φ, do đó phân bố mật độ xác suất | y| 2 là hình cầu đối xứng. Điều này cũng đúng đối với 25 và 35-STATES.


Cơm. 8,21. Phần bán kính của hàm sóng R(r) (a) và các giá trị 4lg 2 L 2 (d) (b)đối với một số trạng thái điện tử

Cơm. 8,22. Sơ đồ xây dựng đồ thị phần góc của hàm sóng Y(0,

Lời giải cho các trạng thái 2/b x = 2, / = 0u1u/R/ = 0u ± 1 được đưa ra ở các hàng tiếp theo của bảng. 8.2. Đáng chú ý là thực tế là lời giải cho quỹ đạo p có dạng đơn giản hơn so với quỹ đạo p x hạt nhân nguyên tử Ru. Lựa chọn trục này z gắn liền với tính chất của hệ tọa độ cầu (xem Hình 8.16). Để thu được phần góc của hàm sóng ở dạng thực và tìm biểu thức phân tích tổng quát cho các quỹ đạo p x Và ồ, chúng ta phải sử dụng tài sản đó bất kỳ tổ hợp tuyến tính nào của nghiệm của phương trình Schrödinger cũng là một nghiệm của phương trình này. Vì vậy, sử dụng công thức Euler cần tạo tổ hợp tuyến tính của nghiệm Y và Y 1; _ 1, cho hàm sóng thực:



Trong loại quỹ đạo này p x hạt nhân nguyên tử r yđược trình bày trong bảng. 8.2. Chúng được sử dụng rộng rãi trong hóa học. Theo cách tương tự, các phần góc thu được ở dạng thực đối với trạng thái ^/ của các electron. Đã xác định được giá trị của tất cả các phần của hàm sóng tại điểm c g(g, 0,

Trong trường hợp không có bất kỳ ảnh hưởng bên ngoài nào, khi không có lý do gì để chọn trục chuyên dụng oz, mọi nghiệm của phương trình Schrödinger và mọi tổ hợp tuyến tính của chúng đều có thể xảy ra. Tuy nhiên, chúng không có ý nghĩa vật lý, vì không có cách nào để kiểm tra điều này: bất kỳ nỗ lực nào nhằm thiết lập bản chất của quỹ đạo sẽ gây ra nhiễu loạn cho hệ thống và làm nổi bật trục. Oz.Điều này cũng tiết lộ một đặc điểm của cơ học lượng tử (hóa ra, một thiết bị nghiên cứu trạng thái vi phạm chính trạng thái của đối tượng nghiên cứu).

Nếu nguyên tử đang nói đến thấy mình được bao quanh bởi các nguyên tử khác, thì sự xuất hiện của các tương tác sẽ tạo ra những thay đổi đáng kể về trạng thái năng lượng của nó. Hơn nữa, trong các trường hợp khác nhau, các tổ hợp tuyến tính khác của giải pháp có thể trở nên thuận lợi hơn về mặt năng lượng (ví dụ, phương trình nổi tiếng s-p và các trạng thái lai s-d-^-, là sự chồng chất - một tổ hợp tuyến tính, được đưa ra trong bảng. 8.2 quỹ đạo).

Xác suất các electron ở trong các vùng không gian có thể tích bằng nhau nhưng ở các điểm khác nhau là khác nhau đối với các quỹ đạo được mô tả. Việc trình bày các quỹ đạo nguyên tử ở dạng tổng quát dưới dạng đồ họa, trực quan là vô cùng khó khăn. Tuy nhiên, có nhiều cách khác nhau để làm điều này.

Mọi thứ càng trở nên phức tạp hơn khi cố gắng mô tả hàm sóng tổng của một electron trong nguyên tử, đặc biệt, phương pháp này trình bày kết quả nghiên cứu tia X về cấu trúc phân tử của các hợp chất hóa học trong khoa học. văn học.

chia ba hàm và mô đun vuông của nó |y(r, 0, q) ở dạng đường cô lập, tức là các đường nối các điểm có cùng giá trị --- (theo ví dụ về bản đồ địa lý nổi tiếng). dV

Hóa học lượng tử đôi khi cũng sử dụng đồ thị quỹ đạo ở dạng bề mặt khép kín trong đó chứa một lượng nhất định (thường là 90%) tổng điện tích. Hình 8.23 ​​​​cho thấy quỹ đạo của các trạng thái khác nhau của electron trong nguyên tử hydro. Đáng chú ý là thực tế là quỹ đạo

Cơm. 8,23.

tời không chạm vào điểm 0 (vị trí của lõi). Điều này xảy ra vì ở vùng này, do phần xuyên tâm của hàm sóng nên mật độ xác suất phát hiện ra một electron là rất nhỏ (xác suất tìm thấy một electron trong hạt nhân gần như bằng 0).

Đã có đối với các nguyên tử giống hydro, chưa kể đến các hệ thống phức tạp hơn, quỹ đạo nguyên tử hóa ra phức tạp hơn nhiều. Thật không may, không thể có được giải pháp phân tích chính xác cho những trường hợp như vậy. Do đó, trong hóa học lượng tử, nhiều loại biến đổi (xấp xỉ) khác nhau được sử dụng để mô tả ít nhiều đầy đủ hệ thống này hoặc hệ thống kia, vùng này hoặc vùng kia của nguyên tử. Ví dụ, trong số mũ của hàm mũ đặc trưng cho phần bán kính của hàm sóng, một hệ số không đổi nhất định được đưa vào mô tả sự giãn nở nén của nguyên tử (hệ số Slater). Đôi khi đối với hàm xuyên tâm, không phải một mà là tổng của hai hoặc nhiều số mũ được sử dụng, mỗi số đó mô tả chính xác hơn sự phân bố mật độ electron gần hạt nhân và xa hạt nhân. Những điều này và những sửa đổi thực nghiệm khác của nghiệm đối với các nguyên tử khác nhau được xem xét trong các ứng dụng hóa học lượng tử.

  • Đối với các nguyên tử nặng, xác suất tìm thấy electron bên trong hạt nhân trở nên đáng kể. Chính điều này quyết định sự biến đổi hạt nhân được gọi là bắt K - sự bắt giữ electron lớp K của hạt nhân, do đó proton biến thành neutron và điện tích của hạt nhân thay đổi.

Electron có bản chất kép: trong các thí nghiệm khác nhau, nó có thể biểu hiện các tính chất của hạt và sóng. Tính chất của electron dưới dạng hạt: khối lượng, điện tích; tính chất sóng- trong các tính năng của chuyển động, giao thoa và nhiễu xạ.

Sự chuyển động của electron tuân theo các định luật cơ học lượng tử .

Các đặc điểm chính quyết định chuyển động của electron xung quanh hạt nhân: các đặc điểm năng lượng và không gian của quỹ đạo tương ứng.

Khi tương tác (chồng chéo) quỹ đạo nguyên tử(Công ty cổ phần ) thuộc hai hay nhiều nguyên tử được tạo thành quỹ đạo phân tử(MO).

Các quỹ đạo phân tử chứa đầy các electron dùng chung và thực hiện liên kết cộng hóa trị.

Trước khi hình thành các quỹ đạo phân tử, có thể có sự lai hóa quỹ đạo nguyên tử của một nguyên tử.

Lai tạo – thay đổi hình dạng của một số quỹ đạo trong quá trình hình thành liên kết cộng hóa trị để chồng chúng lên nhau hiệu quả hơn. Các giống lai giống hệt nhau được hình thành công ty cổ phần những người tham gia giáo dục MO, chồng lên quỹ đạo nguyên tử của các nguyên tử khác. Sự lai hóa chỉ có thể xảy ra đối với các nguyên tử hình thành liên kết hóa học, chứ không xảy ra đối với các nguyên tử tự do.


Hydrocacbon

Các câu hỏi chính:

  1. Hydrocarbon. Phân loại. Danh pháp.
  2. Kết cấu. Của cải.
  3. Ứng dụng của hiđrocacbon.

Hydrocacbon- Là loại hợp chất hữu cơ gồm 2 nguyên tố là cacbon và hydro.

Chọn đồng phân và chất đồng đẳng:

Gọi tên các ankan:

____________________________________________

__________________________________________


Ä phản ứng nitrat hóa (Phản ứng Konovalov, 1889) là phản ứng thay thế hydro bằng nhóm nitro.

Điều khoản: 13% HNO 3, t = 130 – 140 0 C, P = 15 – 10 5 Pa. Ở quy mô công nghiệp, quá trình nitrat hóa ankan được thực hiện ở pha khí ở nhiệt độ 150 – 170 0 C với oxit nitơ (IV) hoặc hơi axit nitric.

CH 4 + HO – NO 2 → CH 3 – NO 2 + H 2 O

nitromethane

@ Giải quyết các nhiệm vụ:

1. Thành phần của ankan được thể hiện theo công thức tổng quát:

a) C n H 2 n +2; b) C n H 2 n -2; c) C n H 2 n; d) C n H 2 n -6 .

2. Ankan có thể phản ứng với những chất nào:

MỘT) Br 2 (dung dịch); b) Br 2, t 0; V) H 2 SO 4; G) HNO 3 (pha loãng), t 0 ; d) KMnO4 ; e) CON?

Câu trả lời: 1) thuốc thử a, b, d, d; 2) thuốc thử b, c, f;

3) thuốc thử b, d; 4) thuốc thử b, d, d, f.

  1. Thiết lập sự tương ứng giữa loại phản ứng và sơ đồ phản ứng (phương trình):
  1. Cho biết chất được tạo thành khi clo hóa hoàn toàn metan:

a) triclometan; b) cacbon tetraclorua; c) diclometan; d) tetracloetan.

  1. Xác định sản phẩm có khả năng xảy ra cao nhất của quá trình monobrom hóa 2,2,3-trimetylbutan:

a) 2-bromo-2,3,3-trimetylbutan; b) 1-bromo-2,2,3-trimetylbutan;

c) 1-bromo-2,3,3-trimetylbutan; d) 2-bromo-2,2,3-trimetylbutan.

Viết phương trình phản ứng.

Phản ứng Wurtz – tác dụng của natri kim loại đối với dẫn xuất halogen của hydrocacbon. Khi hai dẫn xuất halogen khác nhau phản ứng, hỗn hợp hydrocacbon được hình thành, có thể tách ra bằng cách chưng cất.

CH 3 I + 2 Na + CH 3 I → C 2 H 6 + 2 NaI

@ Giải quyết các nhiệm vụ:

1. Cho biết tên hiđrocacbon tạo thành khi đun nóng bromoethane với kim loại natri:

a) propan; b) butan; c) pentan; d) hexan; e) heptan.

Viết phương trình phản ứng.

  1. Những hiđrocacbon nào được tạo thành khi natri kim loại tác dụng lên hỗn hợp:

a) iodometan và 1-bromo-2-metylpropan; b) 2-bromopropan và 2-bromobutan?

Cycloalkan

1. Đối với chu kỳ nhỏ (C 3 – C 4) là đặc trưng phản ứng cộng hydro, halogen và hydro halogenua. Các phản ứng đi kèm với việc mở chu trình.

2. Đối với các chu kỳ khác (Từ 5 trở lên) điển hình phản ứng thay thế.


Hydrocacbon không bão hòa(không bão hòa):

Anken (olefin, hydrocacbon không bão hòa có liên kết đôi, hydrocacbon ethylene): Kết cấu: sp 2 -lai hóa, sắp xếp phẳng các quỹ đạo (hình vuông phẳng). phản ứng: cộng (hydro hóa, halogen hóa, hydrohalogen hóa, trùng hợp), thay thế (không điển hình), oxy hóa (đốt cháy, KMnO 4), phân hủy (không tiếp cận oxy).

@ Giải quyết các nhiệm vụ:

  1. Sự lai hóa của các nguyên tử cacbon trong phân tử anken là:

a) 1 và 4 – sp 2, 2 và 3 – sp 3; b) 1 và 4 – sp 3, 2 và 3 – sp 2;

c) 1 và 4 – sp 3 , 2 và 3 – sp; d) 1 và 4 – không lai, 2 và 3 – sp 2 .

2. Gọi tên anken:



  1. Viết các phương trình phản ứng sử dụng 1-butene làm ví dụ và đặt tên cho các sản phẩm thu được.

4. Trong sơ đồ biến đổi dưới đây, ethylene được hình thành trong phản ứng:

a) 1 và 2; b) 1 và 3; c) 2 và 3;

d) etylen không được tạo thành trong bất kỳ phản ứng nào.

  1. Phản ứng nào đi ngược lại quy tắc Markovnikov:

a) CH 3 – CH = CH 2 + HBr →; b) CH 3 – CH = CH 2 + H 2 O →;;

c) CH 3 – CH = CH – CH 2 + HCl →; d) CCI 3 – CH = CH 2 + HCI →?

þ Dienes với liên kết liên hợp:thủy phân 1,3-butadien – 2-butene được hình thành (cộng 1,4):

þ hydro hóa 1,3-butadien với sự có mặt của chất xúc tác Ni - butan:

þ sự halogen hóa 1,3-butadien – cộng 1,4 (1,4 – dibromo-2-butene):

þ sự trùng hợp của dien:


Polyen(hydrocacbon không bão hòa có nhiều liên kết đôi) là những hydrocacbon có phân tử chứa ít nhất ba liên kết đôi.

Chuẩn bị dien:

Ø tác dụng của dung dịch kiềm:

Ø Phương pháp Lebedev (tổng hợp divinyl):

Ø khử nước glycol (alkanediol):

Alkynes (hydrocacbon axetylen, hydrocacbon có một liên kết ba): Kết cấu: lai sp, sắp xếp tuyến tính các quỹ đạo. phản ứng: cộng (hydro hóa, halogen hóa, hydrohalogen hóa, trùng hợp), thay thế (tạo muối), oxy hóa (đốt cháy, KMnO 4), phân hủy (không có oxy). 5-metylhexin-2 1-pentin 3-metylbutin-1
1. Những hydrocacbon nào có công thức chung CnH 2n-2: a) axetylen, diene;
b) etylen, dien;
c) xycloalkan, anken; d) axetylen, có mùi thơm? 2. Liên kết ba là tổ hợp của: a) ba liên kếtσ;
c) xycloalkan, anken; b) một liên kết σ và hai liên kết π; c) hai liên kết σ và một liên kết π; d) ba liên kết π.).
c) xycloalkan, anken; 3. Lập công thức của 3-metylpentin -3.
TÔI. Phản ứng cộng v
c) xycloalkan, anken; Hydro hóa xảy ra qua giai đoạn hình thành anken:
Bổ sung halogen
xảy ra tệ hơn ở anken: Alkynes làm mất màu nước brom (
ð phản ứng định tính Bổ sung hydro halogenua:
ð Sản phẩm cộng của ankin không đối xứng được xác định:
Quy tắc Markovnikov: Bổ sung nước (hydrat hóa) – phản ứng của M.G. Đối với chất đồng đẳng axetylen, sản phẩm của việc thêm nước là xeton:
III. Sự hình thành muối (tính chất axit) – phản ứng thay thế
Ÿ Tương tác với kim loại hoạt động: Acetylenua được sử dụng để tổng hợp các chất tương đồng. Tương tác của ankin với dung dịch amoniac của oxit bạc hoặc clorua đồng (I)): Phản ứng định tính đối với liên kết ba cuối cùng - sự hình thành kết tủa màu trắng xám của bạc acetylide hoặc đồng (I) acetylide màu nâu đỏ:.

HC ≡ CH + CuCI → CuC ≡ CCu ↓ + 2HCI

S Không có phản ứng xảy ra

IV. Phản ứng oxy hóa Oxy hóa nhẹ- sự đổi màu của dung dịch kali permanganat ( Oxy hóa nhẹ phản ứng định tính cho nhiều kết nối Khi axetylen phản ứng với dung dịch KMnO 4 loãng (nhiệt độ phòng) - axit oxalic Khi axetylen phản ứng với dung dịch KMnO 4 loãng (nhiệt độ phòng) - Các quỹ đạo tồn tại bất kể sự hiện diện của một electron trong chúng (các quỹ đạo bị chiếm dụng) hay vắng mặt (các quỹ đạo trống). Nguyên tử của mỗi nguyên tố, bắt đầu bằng hydro và kết thúc bằng nguyên tố cuối cùng thu được ngày nay, có một bộ đầy đủ tất cả các quỹ đạo ở mọi cấp độ điện tử. Chúng chứa đầy các electron khi số nguyên tử, tức là điện tích của hạt nhân, tăng lên. Khi axetylen phản ứng với dung dịch KMnO 4 loãng (nhiệt độ phòng) --Các quỹ đạo, như được hiển thị ở trên, có dạng hình cầu và do đó, có cùng mật độ electron theo hướng của mỗi trục tọa độ ba chiều: Khi axetylen phản ứng với dung dịch KMnO 4 loãng (nhiệt độ phòng) --orbitals chỉ ra, bằng cách sử dụng chỉ số tương ứng, trục dọc theo mật độ electron tối đa của nó:

Trong hóa học hiện đại, quỹ đạo là một khái niệm xác định cho phép chúng ta xem xét các quá trình hình thành liên kết hóa học và phân tích tính chất của chúng, trong khi sự chú ý tập trung vào quỹ đạo của các electron tham gia hình thành liên kết hóa học, nghĩa là hóa trị các electron, thường là các electron ở cấp độ cuối cùng.

Nguyên tử carbon ở trạng thái ban đầu có hai electron ở cấp độ điện tử thứ hai (cuối cùng). S-orbitals (được đánh dấu màu xanh lam) và một electron trong hai Khi axetylen phản ứng với dung dịch KMnO 4 loãng (nhiệt độ phòng) --orbitals (được đánh dấu màu đỏ và vàng), obitan thứ ba là p z-bỏ trống:

Lai tạo.

Trong trường hợp nguyên tử cacbon tham gia tạo thành các hợp chất bão hòa (không chứa nhiều liên kết), một Oxy hóa nhẹ quỹ đạo và ba Khi axetylen phản ứng với dung dịch KMnO 4 loãng (nhiệt độ phòng) -- các quỹ đạo kết hợp để tạo thành các quỹ đạo mới là các quỹ đạo lai của các quỹ đạo ban đầu (quá trình này được gọi là lai hóa). Số lượng quỹ đạo lai luôn bằng số lượng quỹ đạo ban đầu, trong trường hợp này là bốn. Các quỹ đạo lai thu được có hình dạng giống hệt nhau và bề ngoài giống với các hình số tám không đối xứng:

Toàn bộ cấu trúc dường như được ghi trong một khối tứ diện đều - một lăng kính được ghép từ các hình tam giác đều. Trong trường hợp này, các quỹ đạo lai nằm dọc theo các trục của một khối tứ diện như vậy, góc giữa hai trục bất kỳ là 109°. Bốn electron hóa trị của cacbon nằm trong các quỹ đạo lai sau:

Sự tham gia của các quỹ đạo trong việc hình thành các liên kết hóa học đơn giản.

Tính chất của các electron nằm trong 4 quỹ đạo giống hệt nhau là tương đương nhau, các liên kết hóa học được hình thành với sự tham gia của các electron này khi tương tác với các nguyên tử cùng loại sẽ tương đương nhau.

Sự tương tác của một nguyên tử carbon với bốn nguyên tử hydro đi kèm với sự chồng chéo lẫn nhau của các quỹ đạo lai kéo dài của carbon với các quỹ đạo hình cầu của hydro. Mỗi quỹ đạo chứa một electron và do sự chồng chéo, mỗi cặp electron bắt đầu di chuyển dọc theo quỹ đạo phân tử thống nhất.

Sự lai hóa chỉ dẫn đến sự thay đổi hình dạng của các quỹ đạo trong một nguyên tử và sự chồng chéo các quỹ đạo của hai nguyên tử (lai hoặc thông thường) dẫn đến sự hình thành liên kết hóa học giữa chúng. Trong trường hợp này ( cmt. Hình bên dưới) mật độ electron tối đa nằm dọc theo đường nối hai nguyên tử. Kết nối như vậy được gọi là kết nối s.

Cách viết truyền thống về cấu trúc của khí mêtan thu được sử dụng ký hiệu thanh hóa trị thay vì các quỹ đạo chồng chéo. Đối với hình ảnh ba chiều của một cấu trúc, hóa trị hướng từ mặt phẳng vẽ tới người xem được thể hiện dưới dạng một đường hình nêm liền và hóa trị vượt ra ngoài mặt phẳng vẽ được thể hiện dưới dạng một hình nêm nét đứt -đường hình:

Do đó, cấu trúc của phân tử metan được xác định bởi hình dạng của các quỹ đạo lai của cacbon:

Sự hình thành phân tử ethane tương tự như quá trình trình bày ở trên, điểm khác biệt là khi các quỹ đạo lai của hai nguyên tử carbon chồng lên nhau, liên kết C-C được hình thành:

Hình dạng của phân tử etan giống với metan, góc liên kết là 109°, được xác định bởi sự sắp xếp không gian của các quỹ đạo lai cacbon:

Sự tham gia của các quỹ đạo trong việc hình thành nhiều liên kết hóa học.

Phân tử ethylene cũng được hình thành với sự tham gia của các quỹ đạo lai, nhưng chỉ có một quỹ đạo tham gia vào quá trình lai hóa S-quỹ đạo và chỉ có hai Khi axetylen phản ứng với dung dịch KMnO 4 loãng (nhiệt độ phòng) --quỹ đạo ( p x hạt nhân nguyên tử r y), quỹ đạo thứ ba – p z, hướng dọc theo trục z, không tham gia vào quá trình hình thành giống lai. Từ ba quỹ đạo ban đầu xuất hiện ba quỹ đạo lai, nằm trong cùng một mặt phẳng, tạo thành một ngôi sao ba tia, các góc giữa các trục là 120°:

Hai nguyên tử carbon gắn bốn nguyên tử hydro và cũng liên kết với nhau, tạo thành liên kết C-C:

Hai quỹ đạo p z, không tham gia lai tạo, chồng lên nhau, hình dạng của chúng sao cho sự chồng chéo xảy ra không dọc theo đường truyền C-C mà ở trên và dưới nó. Kết quả là, hai vùng có mật độ electron tăng lên được hình thành, trong đó có hai electron (được đánh dấu màu xanh lam và đỏ), tham gia vào quá trình hình thành liên kết này. Do đó, một quỹ đạo phân tử được hình thành, bao gồm hai vùng cách nhau trong không gian. Liên kết trong đó mật độ electron cực đại nằm ngoài đường nối hai nguyên tử được gọi là liên kết p:

Đặc điểm hóa trị thứ hai trong việc chỉ định liên kết đôi, được sử dụng rộng rãi để mô tả các hợp chất chưa bão hòa trong nhiều thế kỷ, theo cách hiểu hiện đại ngụ ý sự hiện diện của hai vùng có mật độ electron tăng nằm ở hai phía đối diện của đường liên kết C-C.

Cấu trúc của phân tử ethylene được xác định bởi hình dạng của các quỹ đạo lai, góc liên kết H-C-H là 120°:

Trong quá trình hình thành axetylen, một S-quỹ đạo và một p x-orbital (quỹ đạo p y Và p z, không tham gia vào quá trình hình thành giống lai). Hai quỹ đạo lai thu được nằm trên cùng một đường thẳng, dọc theo trục X:

Sự chồng chéo của các quỹ đạo lai với nhau và với quỹ đạo của các nguyên tử hydro dẫn đến sự hình thành liên kết C-C và C-H, được biểu thị bằng một đường hóa trị đơn giản:

Hai cặp quỹ đạo còn lại p y Và p z chồng chéo. Trong hình bên dưới, các mũi tên màu cho thấy rằng, từ những cân nhắc thuần túy về mặt không gian, khả năng trùng lặp của các quỹ đạo có cùng chỉ số là rất có thể x-x hạt nhân nguyên tử ôi. Kết quả là hai liên kết p được hình thành xung quanh liên kết s đơn giản C-C:

Kết quả là phân tử axetylen có dạng hình que:

Trong benzen, khung phân tử được tập hợp từ các nguyên tử cacbon có các quỹ đạo lai gồm một S- và hai Khi axetylen phản ứng với dung dịch KMnO 4 loãng (nhiệt độ phòng) -- các quỹ đạo sắp xếp theo hình sao ba tia (như ethylene), Khi axetylen phản ứng với dung dịch KMnO 4 loãng (nhiệt độ phòng) -- các quỹ đạo không tham gia vào quá trình lai tạo được thể hiện bán trong suốt:

Các quỹ đạo trống, nghĩa là những quỹ đạo không chứa electron (), cũng có thể tham gia vào quá trình hình thành liên kết hóa học.

Quỹ đạo cấp cao.

Bắt đầu từ cấp độ điện tử thứ tư, các nguyên tử có năm d-orbitals, sự lấp đầy electron của chúng xảy ra trong các nguyên tố chuyển tiếp, bắt đầu bằng scandium. bốn d-quỹ đạo có hình dạng cỏ ba lá bốn lá ba chiều, đôi khi được gọi là "lá cỏ ba lá", chúng chỉ khác nhau về hướng trong không gian, thứ năm d-orbital là một hình số tám ba chiều được xâu thành một vòng:

d-Các quỹ đạo có thể tạo thành giống lai với Oxy hóa nhẹ Và P- quỹ đạo. Tùy chọn d-orbitals thường được sử dụng trong phân tích cấu trúc và tính chất quang phổ của phức kim loại chuyển tiếp.

Bắt đầu từ cấp độ điện tử thứ sáu, nguyên tử có bảy f-orbitals, sự lấp đầy electron của chúng xảy ra trong các nguyên tử của lanthanide và Actinide. f-Các quỹ đạo có cấu hình khá phức tạp; hình dưới đây cho thấy hình dạng của ba trong số bảy quỹ đạo như vậy, có hình dạng giống nhau và được định hướng trong không gian theo những cách khác nhau:

f-Các quỹ đạo rất hiếm khi được sử dụng khi thảo luận về tính chất của các hợp chất khác nhau, vì các electron nằm trên chúng thực tế không tham gia vào các biến đổi hóa học.

Triển vọng.

Ở cấp độ điện tử thứ tám có chín g-quỹ đạo. Các nguyên tố chứa electron trong các quỹ đạo này sẽ xuất hiện ở chu kỳ thứ tám, trong khi chúng không có sẵn (nguyên tố số 118, nguyên tố cuối cùng của chu kỳ thứ bảy của Bảng tuần hoàn, dự kiến ​​sẽ có được trong tương lai gần; quá trình tổng hợp của nó được tiến hành tại Viện nghiên cứu hạt nhân chung ở Dubna).

Hình thức g- Các quỹ đạo được tính toán bằng phương pháp hóa học lượng tử thậm chí còn phức tạp hơn các quỹ đạo f-orbitals, vùng có khả năng xảy ra vị trí cao nhất của electron trong trường hợp này trông rất kỳ quái. Dưới đây là hình dáng của một trong chín quỹ đạo như vậy:

Trong hóa học hiện đại, các khái niệm về quỹ đạo nguyên tử và phân tử được sử dụng rộng rãi trong việc mô tả cấu trúc và tính chất phản ứng của các hợp chất, cũng như trong việc phân tích quang phổ của các phân tử khác nhau và trong một số trường hợp để dự đoán khả năng xảy ra phản ứng.

Mikhail Levitsky