Das Orbital ist die Region oder Fläche im Raum um den Atomkern, die die höchste Wahrscheinlichkeit hat, Elektronen zu finden. In der Anordnung des Orbitaldiagramms wird ein Elektron durch einen nach oben gerichteten Pfeil dargestellt, der das Elektron mit Spin + ½ darstellt, oder durch einen nach unten gerichteten, der ein Elektron mit Spin -½ darstellt. Um die Verteilung der Orbitale in Atomen zu markieren, werden diese Pfeile auf einer horizontalen Linie, in einem Kreis oder allgemein in einer Box platziert.
Orbitaldiagramme werden verwendet, um die Bestimmung der Werte von Quantenzahlen, nämlich magnetischer Quantenzahlen und Spinquantenzahlen, zu erleichtern. Was ist dann mit der Hauptquantenzahl und der Azimutquantenzahl? Beide können einfach durch Betrachten ihrer Elektronenkonfigurationen bestimmt werden.
In diesem Artikel werden die Schritte und Regeln zum Erstellen eines Orbitaldiagramms erläutert.
Vorbereitungsschritte für das Orbitaldiagramm
1. Notieren Sie die Elektronenkonfiguration gemäß der Aufbau-Regel.
Die Aufbau-Regel besagt, dass das Laden von Elektronen in einem Orbital vom niedrigsten zum höheren Energieniveau beginnt. Die s-Orbitale haben die niedrigsten Energieniveaus und sind für die p-, d- und f-Orbitale höher. Die Füllung der Elektronen in den Orbitalen kann durch das folgende Diagramm veranschaulicht werden.
Bildquelle: mediabelajaronline.blogspot.com
Jede Unterschale hat eine maximale Anzahl von Elektronen, nämlich:
- Die s-Unterschale enthält maximal 2 Elektronen
- Die p-Unterschale enthält maximal 6 Elektronen
- Die d-Unterschale enthält maximal 10 Elektronen
- Die f-Unterschale enthält maximal 14 Elektronen
Unter Bezugnahme auf das obige Bild und die obigen Informationen können wir die Sequenz der Elektronenkonfigurationen wie folgt schreiben:
1s2 2s2 2p66 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 …. usw.
2. Das Orbital wird durch ein Quadrat dargestellt. S = 1 Quadratorbital, p = 3 Quadratorbital, d = 5 Quadratorbital und f = 7 Quadratorbital.
Quelle: mediabelajaronline.blogspot.com
3. Füllen Sie die Orbitalbox mit Elektronen, die jeder Unterschale gehören, mit einem Pfeil nach oben oder unten. Eine Box ist mit maximal 2 Elektronen gefüllt. Die Orbitale mit der gleichen Energie werden durch eine Gruppe von Quadraten nebeneinander dargestellt. Andererseits werden Orbitale mit unterschiedlichen Energieniveaus durch separate Quadrate dargestellt. Beim Füllen von Elektronenorbitalen müssen verschiedene Regeln beachtet werden:
A. Paulis Verbotsprinzip
Das Prinzip des Pauli-Verbots besagt:
“ Keine zwei Elektronen in einem Atom können die gleichen vier Quantenzahlen haben. Dieselben Orbitale haben dieselben n-, l- und m-Quantenzahlen. Was es auszeichnet, sind nur die Spinquantenzahlen. "
Dies bedeutet, dass jedes Orbital maximal zwei Elektronen in entgegengesetzten Spinrichtungen enthält.
B. Hund Regeln
Der deutsche Physiker Friedrich Hund (1927) stellte die Regeln für das Füllen von Elektronen in Orbitale auf, nämlich:
"Orbital mit der gleichen Energie, jedes zuerst von einem Elektron in der gleichen Richtung (Spin) gefüllt, dann treten die Elektronen in der entgegengesetzten Richtung (Spin) oder mit anderen Worten in der Unterschale, die unterschiedlich ist, in die Orbitale ein wird jedes Orbital mit einem Elektron in der gleichen Richtung des Pfeils gefüllt, dann werden die verbleibenden Elektronen als Partnerelektron in der entgegengesetzten Richtung des Pfeils gefüllt ”.
Um die obige Aussage zu verstehen, betrachten wir das folgende Beispiel eines Elektronendiagramms:
Quelle: mediabelajaronline.blogspot.com
Wenn wir uns das Orbitaldiagramm für das Element S in der 3p 4 -Konfiguration ansehen, werden die drei Elektronen zuerst mit einem Aufwärtspfeil platziert, dann wird das verbleibende 1 Elektron durch einen Abwärtspfeil dargestellt. Dies geschieht nach Hunds Regeln.
Das ist eine Erklärung der Regeln für die Erstellung von Orbitaldiagrammen. Wenn Sie die obigen Regeln befolgen, können Sie problemlos Orbitaldiagramme schreiben. Haben Sie Fragen dazu? Bitte schreiben Sie Ihre Frage in die Kommentarspalte. Und vergessen Sie nicht, dieses Wissen zu teilen.
