Dejenere orbitaller nedir?

yozlaşmış yörüngeler hepsi aynı enerji seviyesinde olanlardır. Bu tanıma göre, aynı ana kuantum numarasına sahip olmaları gerekir n. Böylece, 2s ve 2p orbitalleri, enerji seviyesi 2'ye ait oldukları için dejenere olurlar. Bununla birlikte, açısal ve radyal dalgaların fonksiyonlarının farklı olduğu bilinmektedir..

Değerleri olarak n, Elektronlar, d ve f orbitalleri gibi diğer enerji alt seviyelerini işgal etmeye başlar. Bu yörüngelerin her biri, ilk bakışta açısal formlarında gözlenen kendi özelliklerine sahiptir; bunlar küresel (ler), halter (p), trefoil (d) ve küresel (f) şekillerdir..

Bunların arasında, aynı seviyeye ait bile bir enerji farkı var n.

Örneğin, üstteki görüntü eşleştirilmemiş elektronların (anormal bir durum) işgal ettiği yörüngelerin bulunduğu bir enerji düzenini gösterir. En istikrarlı olanın (en düşük enerji) orbital ns (1s, 2s, ...) olduğu, en kararsızın (en yüksek enerji) olduğu görülebilir..

indeks

• 1 İzole edilmiş bir atomun dejenere yörüngeleri
  • 1.1 Orbitaller p
  • 1.2 Orbitaller
  • 1.3 Orbitaller
• 2 dejenere hibrit orbital
• 3 Kaynakça

İzole edilmiş bir atomun dejenere yörüngeleri

Dejenere edilmiş orbitaller, aynı değerde n, Onlar bir enerji düzeninde aynı çizgidedirler. Bu nedenle p orbitallerini sembolize eden üç kırmızı çizgi aynı çizgide bulunur; mor ve sarı çizgili gibi.

Görüntünün şeması Hund'un kuralını ihlal ediyor: yüksek enerjili orbitaller, daha önce düşük enerjili orbitallerle eşleştirilmeden önce elektronlarla doludur. Elektronlar çiftleştiğinde, orbital enerji kaybeder ve diğer orbitallerin eşlenmemiş elektronlarına daha büyük bir elektrostatik itme uygular.

Ancak, bu etkiler birçok enerji diyagramında dikkate alınmamıştır. Eğer öyleyse ve d orbitallerini tamamen doldurmadan Hund'un kuralına uymak, onların yozlaşmaktan vazgeçtikleri görülür..

Yukarıda belirtildiği gibi, her bir yörünge kendine has özelliklere sahiptir. Elektronik konfigürasyonuyla izole edilmiş bir atom, elektronlarına, yerleştirilmelerine izin veren belirli sayıda yörüngede düzenlenen elektronlara sahiptir. Sadece enerjide eşit olanlar dejenere olabilir.

Yörüngeler p

Görüntüdeki dejenere p orbitalleri için üç kırmızı şerit her ikisinin de_x, p_ve ve p_z Aynı enerjiye sahipler. Her birinde dört kuantum sayıyla tanımlanmış eşlenmemiş bir elektron var (n, l, mi ve daha), ilk üçü ise orbitalleri tanımlarken.

Aralarındaki tek fark manyetik moment ile gösterilir. mi, hangi p yörüngesini çizer_x x ekseninde, p_ve y ekseninde ve p_z z ekseninde. Üçü de eşittir, ancak yalnızca uzamsal yönlerinde farklılık gösterir. Bu nedenle her zaman enerjide, yani dejenere olarak.

Aynı oldukları için, nitrojenden izole edilmiş bir atom (1s konfigürasyonu ile)²2s²2p³) üç yörüngesini p dejenere tutmak zorundadır. Bununla birlikte, bir molekül veya kimyasal bileşik içindeki bir N atomu göz önüne alındığında, enerji senaryosu aniden değişir..

Neden? Çünkü p rağmen_x, p_ve ve p_z Enerjide eşittirler, farklı kimyasal ortamları varsa bu her birinde değişebilir; yani, farklı atomlara bağlılarsa.

d orbitali

Orbitalleri belirten beş mor çizgi vardır. İzole bir atomda, eşleşmiş elektronlara sahip olsalar bile, bu beş yörünge dejenere olarak kabul edilir. Bununla birlikte, p orbitallerinin aksine, bu sefer açısal şekillerinde belirgin bir fark vardır..

Bu nedenle elektronları, bir yörüngeden diğerine değişen uzayda yönlere gider. Buna göre, kristalin alan teorisi, asgari bir rahatsızlığın bir enerji bölünmesi yörüngelerin; yani, beş mor şerit, aralarında bir enerji boşluğu bırakılarak ayrılır:

Yukarıdaki orbitaller nelerdir ve hangileri aşağıdadır? Üstteki olanlar, ve_g, ve aşağıdakiler t_{2 g}. Başlangıçta tüm mor çizgilerin nasıl hizalandığına dikkat edin ve şimdi iki orbital seti oluştu ve_g diğer üç yörünge grubundan daha fazla enerji t_{2 g}.

Bu teori, geçiş metallerinin (Cr, Mn, Fe vb.) Bileşiklerinde gözlenen renklerin çoğunun atfedildiği d-d geçişlerini açıklamamıza izin verir. Peki bu elektronik rahatsızlık neden? Metalik merkezin diğer moleküllerle koordinasyonuna denir. ligandlar.

f orbitalleri

Ve orbitallerle, sarı çizgiler hissediyorlar, durum daha da karmaşıklaşıyor. Mekansal yönleri aralarında çok fazla değişiklik gösterir ve bağlantılarının görselleştirilmesi çok karmaşık hale gelir..

Aslında, f orbitallerinin, içlerinde, tahvillerin oluşumuna "kayda değer oranda" katılmayacakları düşünülmektedir..

F orbitalleri ile izole edilmiş atom diğer atomlarla çevrili olduğunda, etkileşimler başlar ve açılma meydana gelir (dejenerasyon kaybı):

Şimdi sarı çizgilerin üç küme oluşturduğunu unutmayın: t_1g, t_{2 g} ve için_1g, ve bu artık yozlaşmış değil.

Dejenere hibrit yörüngeler

Yörüngelerin açılabileceği ve dejenerasyonu kaybedebileceği görülmüştür. Bununla birlikte, bu elektronik geçişleri açıklasa da, farklı moleküler geometrilerin nasıl ve niçin olduğunu açıklığa kavuşturur. Burası hibrit orbitallerin girdiği yer.

Başlıca özellikleri nedir? Dejenere olduklarını. Bu nedenle, dejenere hibritleri oluşturmak için orbital s, p, d ve f karakterlerinin karışımından ortaya çıkarlar..

Örneğin, üç p orbital, dört sp orbital vermek üzere bir s ile karıştırılır.³. Tüm sp orbitalleri³ dejeneredirler ve bu nedenle aynı enerjiye sahiptirler..

İlave olarak iki d orbital dört sp ile karıştırılırsa³, altı sp orbital alacaksın³d².

Ve moleküler geometrileri nasıl açıklarlar? Altı oldukları için, eşit enerjilere sahip oldukları için, eşit kimyasal ortamlar üretmek için (örneğin, bir MF bileşiğinde) uzayda simetrik olarak yönlendirilmeleri gerekir.₆).

Onlar yaptıklarında, bir merkezin (M) etrafındaki bir oktahedral geometriye eşit olan bir oktahedron koordinasyon oluşur..

Bununla birlikte, geometriler çarpılma eğilimindedir, bu da hibrit orbitallerin bile tamamen dejenere olmadığı anlamına gelir. Bu nedenle, sonuç olarak, dejenere yörüngeler sadece izole atomlarda veya yüksek simetrik ortamlarda bulunur..

referanslar

1. Chemicool Sözlüğü. (2017). Degenerate'un tanımı Şu kaynaktan alındı: chemicool.com
2. SparkNotes LLC. (2018). Atomlar ve Atom Orbitalleri. Alınan kaynak: sparknotes.com
3. Saf Kimya (N.D.). Elektronik Yapılandırma Şu kaynaktan kurtarıldı: es-puraquimica.weebly.com
4. Whitten, Davis, Peck ve Stanley. (2008). Kimya. (8. basım). CENGAGE Öğrenme.
5. Moreno R. Esparza. (2009). Koordinasyon kimyası kursu: Alanlar ve yörüngeler. [PDF]. Depa.fquim.unam.mx sitesinden alındı.
6. Shiver ve Atkins. (2008). İnorganik kimya (Dördüncü baskı). Mc Graw Hill.