Vodorod atomining yagona elektroni yadro atrofida hosil bo'ladi sharsimon orbital- sferik elektron bulut, yumshoq o'ralgan momiq jun yoki paxta to'pi kabi.

Olimlar sferik atom orbitalini chaqirishga kelishib oldilar s-orbital. Bu eng barqaror va yadroga juda yaqin joylashgan.

Atomdagi elektronning energiyasi qanchalik katta bo'lsa, u qanchalik tez aylanadi, uning yashash maydoni shunchalik ko'p cho'ziladi va nihoyat gantel shakliga aylanadi. p-orbital:

Bunday shakldagi elektron bulut atomni egallashi mumkin uchta pozitsiya kosmik koordinata o'qlari bo'ylab x, y Va z. Bu osonlik bilan tushuntiriladi: axir, barcha elektronlar manfiy zaryadlangan, shuning uchun elektron bulutlar bir-birini qaytaring va bir-biridan imkon qadar uzoqroqda joylashgan bo'lishga intiling.

Birgalikda uchta elektron bulutlar deyiladi p x-, p y- yoki p z-orbitallar, simmetrik hosil qiladi geometrik shakl, uning markazida atom yadrosi joylashgan. Bu olti burchakli pompom yoki uch kamonga o'xshaydi - xohlaganingizcha.

Shunday qilib, p Uchta orbital bo'lishi mumkin. Ularning energiyasi, albatta, bir xil, lekin kosmosdagi joylashuvi boshqacha.

Bundan tashqari s- Va p-orbitallar, undan ham murakkab shakldagi elektron orbitallar mavjud; ular harflar bilan belgilanadi d Va f. Bu erga kelgan elektronlar yanada ko'proq energiya oladi, murakkab yo'llar bo'ylab harakatlanadi va natijada murakkab va chiroyli uch o'lchovli geometrik shakllar olinadi.

Hammasi d-orbitallar(va ulardan beshtasi bo'lishi mumkin) energiya jihatidan bir xil, ammo kosmosda boshqacha joylashgan. Va shaklda, lentalar bilan bog'langan yostiqni eslatuvchi, faqat to'rttasi bir xil.
Beshinchisi esa donut orqali o'ralgan dumbbellga o'xshaydi.

Bir xil energiyaga ega bo'lgan elektron bulutlar, ularga nom berilgan f-orbitallar, ehtimol allaqachon etti. Ular, shuningdek, shakli va kosmosda turli yo'naltirilgan.

Elektron bulut- elektron energiyasiga qarab atom yoki molekulada elektronni aniqlashning ehtimollik zichligi funksiyasining taqsimlanishini aks ettiruvchi vizual model.

Rasmda asosiy holatda vodorod atomida elektronni topish ehtimolining radial taqsimoti ko'rsatilgan.

Vodorod atomida elektronni topish ehtimolining radial taqsimot egri chizig'i shuni ko'rsatadiki, elektronni topish ehtimoli proton joylashgan markazda va Bor radiusi a 0 ga teng radiusli nozik sferik qatlamda maksimal bo'ladi.

Elektron va yadro o'rtasidagi bog'liqlik qanchalik kuchli bo'lsa, elektron buluti qanchalik kichik bo'lsa va zaryad taqsimoti zichroq bo'ladi.

Elektron buluti ko'pincha chegara yuzasi sifatida tasvirlangan (zichlikning taxminan 90% ni qoplaydi). Bunday holda, nuqtalar yordamida zichlik belgisi o'tkazib yuboriladi.

Elektron buluti va kimyoviy bog'lanish

Elektronlarning harakatini ancha sekinroq yadro harakatlaridan (adiabatik yaqinlashish) mustaqil deb faraz qilsak, musbat zaryadlanganlar orasidagi Kulon tortishish kuchlarining ta'siri natijasida kimyoviy bog'lanish hosil bo'lishini qat'iy ta'riflash mumkin. atom yadrolari yadrolararo bo'shliqda to'plangan elektron bulutiga (2-rasmga qarang).

Bu bulutning zaryadi yadrolarni bir-biriga yaqinlashtirishga intiladi (bog'lanish hududi), yadrolararo bo'shliqdan tashqaridagi elektron zaryad esa (bog'lanmaydigan hudud) yadrolarni bir-biridan itarib yuboradi. Yadro itarilish kuchlari bir xil yo'nalishda harakat qiladi. Atomlar bir-biriga muvozanat masofasida yaqinlashganda, bog'lanmagan hududdan elektron zichligining bir qismi bog'lanish hududiga o'tadi. Elektron zaryadi ikkala mintaqada ham shunday taqsimlanganki, yadrolarni bir-biriga yaqinlashtiradigan va ularni qaytaruvchi kuchlar bir xil bo'ladi. Bunga ma'lum bir muvozanat masofasida erishiladi

Ilgari olimlar elektronlar musbat zaryadlangan yadrolarni aylanib chiqadi va ulardan ma'lum masofada saqlanadi, deb hisoblashgan.

Hozirda atomlarda bunday orbitalar mavjud emasligi isbotlangan. Hisob-kitoblar va eksperimental ma'lumotlarga asoslanib, olimlar elektron harakatlanayotganda yadrodan turli masofalarda bo'lishi mumkinligini aniqladilar. Men ham o'rnatishga muvaffaq bo'ldim qolish ehtimoli elektronlar yadrodan ma'lum masofada joylashgan.

Yadrodan ma'lum masofada elektronning mavjudligi shartli ravishda nuqtalar bilan ifodalanadi. Elektron tez-tez joylashgan joyda nuqtalarning joylashishi zichroq, kamroq bo'lgan joyda kamroq zichroq bo'ladi.

Elektron, masalan, H atomida harakat qilganda, u qandaydir sferik bulut hosil qiladi.

Turli elektron pozitsiyalari to'plami deb hisoblanadi elektron bulut ma'lum bir salbiy zaryad zichligi bilan.

Yadro yaqinida siz elektronni topish ehtimoli eng katta bo'lgan joyni tanlashingiz mumkin.

Atom yadrosi atrofida elektronning eng ko'p topilishi mumkin bo'lgan fazo deyiladi elektron bulut.

S-elektronlar elektron bulutining sharsimon shakliga ega.

C - 1S 2 2 S 2 2P 2 P-elektronlari dumbbell shaklidagi elektron shakliga ega. bulutlar

(odatiy sakkiz raqam shakli).

Muayyan elektron bulutning shakli va hajmi aniqlanadi atom orbitallari. Atom orbitallari elektronning dual tabiatining funktsiyasi bo'lib, aylana bo'shlig'ining har bir nuqtasida aniqlanadi. Ularning shakli yo'q, chunki ... Bu matematik tushunchadir. Biroq, ularning mos keladigan elektron bulutlari kabi, orbitallar s, p, d, f belgilari bilan belgilanadi.

Atomlarda kimyoviy elementlar Birinchi qatlam ikkita s elektronni o'z ichiga olishi mumkin bo'lgan bitta s orbitalga to'g'ri keladi. Ikkinchi qavat s orbitalga ega, undagi elektronlarning energiya zaxirasi birinchi qavat elektronlarinikidan yuqori. Bundan tashqari, ikkinchi qavatda uchta p-orbital mavjud bo'lib, ular bir xil o'lchamdagi dumbbell shaklidagi elektron bulutlarga mos keladi. Ular x, y va z koordinata o'qlari kabi o'zaro perpendikulyardir. Uchinchi qavatda bitta s va uchta p orbitaldan tashqari beshta d orbital mavjud.

He atomida 2 Sē mavjud. Shuning uchun savol tug'iladi: qanday qilib ikkita sferik elektron bulutlar bir xil energiya darajasida birga yashashi mumkin?

Ma’lum bo‘lishicha, biz ko‘rib chiqqan yadro atrofidagi harakatdan tashqari, elektronlar ham o‘z o‘qi atrofida aylanishi sifatida ifodalanishi mumkin bo‘lgan harakatga ega. Bu aylanish deyiladi aylanish(ingliz tilidan tarjima qilingan - shpindel).

Bitta orbital faqat 2 ta qarama-qarshi (antiparallel) spinga ega bo'lishi mumkin, ya'ni. biri ē o'q atrofida soat yo'nalishi bo'yicha, ikkinchisi esa soat sohasi farqli ravishda aylanayotganga o'xshaydi.

Natijada eksperimental tadqiqot Aniqlanishicha, masalan, yilda tabiiy kislorod Massasi 16 bo'lgan kislorod atomlaridan tashqari, massasi 17 va 18 bo'lgan atomlar ham mavjud.

Yadro zaryadi bir xil (yadrodagi protonlar soni bir xil), ammo massalari har xil bo'lgan bir xil element atomlarining navlari ( boshqa raqam neytronlar) deyiladi izotoplar.

Yoki elektronning energiyasiga qarab molekula.

Rasmda asosiy holatda vodorod atomida elektronni topish ehtimolining radial taqsimoti ko'rsatilgan.

Vodorod atomida elektronni topish ehtimolining radial taqsimot egri chizig'i shuni ko'rsatadiki, elektronni topish ehtimoli proton joylashgan markazda va Bor radiusi a 0 ga teng radiusli nozik sferik qatlamda maksimal bo'ladi.

Elektron va yadro o'rtasidagi bog'liqlik qanchalik kuchli bo'lsa, elektron buluti qanchalik kichik bo'lsa va zaryad taqsimoti zichroq bo'ladi.

Elektron buluti ko'pincha chegara yuzasi sifatida tasvirlangan (zichlikning taxminan 90% ni qoplaydi). Bunday holda, nuqtalar yordamida zichlik belgisi o'tkazib yuboriladi.

Entsiklopedik YouTube

1 / 3

Orbital nima

№8 Kimyo: Atom tuzilishi

Atomning elektron tuzilishi

Subtitrlar

Elektron buluti va kimyoviy bog'lanish

Elektronlarning harakatini ancha sekinroq yadro harakatlaridan (adiabatik yaqinlashish) mustaqil deb faraz qilsak, musbat zaryadlangan atom yadrolarini elektron bulutida toʻplangan elektron bulutga jalb qilishning Kulon kuchlari natijasida kimyoviy bogʻlanish hosil boʻlishini qatʼiy tavsiflashimiz mumkin. yadrolararo bo'shliq (2-rasmga qarang).

Bu bulutning zaryadi yadrolarni bir-biriga yaqinlashtirishga intiladi (bog'lanish hududi), yadrolararo bo'shliqdan tashqaridagi elektron zaryad esa (bog'lanmaydigan hudud) yadrolarni bir-biridan itarib yuboradi. Yadro itarilish kuchlari bir xil yo'nalishda harakat qiladi. Atomlar bir-biriga muvozanat masofasida yaqinlashganda, bog'lanmagan hududdan elektron zichligining bir qismi bog'lanish hududiga o'tadi. Elektron zaryadi ikkala mintaqada ham shunday taqsimlanganki, yadrolarni bir-biriga yaqinlashtiradigan va ularni qaytaruvchi kuchlar bir xil bo'ladi. Bunga ma'lum bir muvozanat masofasida erishiladi

Elektron qobiqlarning tuzilishi

Kvant mexanik tushunchalariga ko'ra, elektron, boshqa mikrozarralar kabi, bir vaqtning o'zida mavjud korpuskulyar va to'lqin xususiyatlari (zarracha-to'lqin dualizmi), ya'ni. zarralar va to'lqinlarning xossalari. Elektronning atomdagi holatini (harakatini) tasvirlash uchun elektron buluti, atom orbitali va elektron zichligi tushunchalariga asoslangan ehtimollik yondashuvidan foydalaniladi.

Elektron bulut - elektronning atomdagi harakatining modeli, elektronning manfiy zaryadi yadro atrofidagi bo'shliqning butun hajmi bo'ylab notekis taqsimlangan deb taxmin qiladi (elektron xuddi shu hajmda "qoralangan"). . Elektron bulutni grafik tarzda tasvirlashda, bu nuqtalarning teng bo'lmagan zichligi bilan namoyon bo'ladi: nuqtalar zichroq bo'lgan joyda elektron ko'proq joylashadi.

Elektron bulutining zichligi (elektron zichligi) yadrodan uzoqlashganda kamayadi.

Ko'p elektronli atomda elektronlar atom orbitallarida (AO) joylashgan. Atom orbitali - bu elektron bulutining ma'lum energiya qiymati, shakli va fazoviy yo'nalishi bo'lgan elektronning holati.

Sferik orbitallar s harfi bilan belgilanadi va bu orbitallarni egallagan elektronlar s elektronlar deb ataladi.

Sakkizlik uch o'lchamli shakl ko'rinishidagi orbitallar (gantellar) p harfi bilan belgilanadi va ularda joylashgan elektronlar p-elektronlar deb ataladi.

Yadrodan uzoqlashganda elektronning energiyasi ortadi (uning yadro bilan bog'lanish kuchi kamayadi), elektron joylashgan orbitalning o'lchami ham ortadi. Shunga ko'ra, orbitalning shakli va undagi elektronlar soni saqlanib qolganda, elektron zichligi kamayadi. Elektron grafik sxemalarni qurishda AO hujayra (kvant hujayra), elektron esa o'q sifatida tasvirlangan.

Elektron xarakterlanadi aylanish, elektronning o'z o'qi atrofida soat yo'nalishi bo'yicha yoki teskari yo'nalishda aylanishini ifodalash uchun soddalashtirilishi mumkin. Bunga qarab, elektron o'qlar bilan belgilanadi: yoki ↓.

Agar AOda bitta elektron bo'lsa, u juftlashtirilmagan deb ataladi. Aksiyadorlik jamiyatida joylashgan ikkita elektron juft yoki elektron (yakka) juft deb ataladi.

Bitta AOda ikkitadan ortiq elektron bo'lmaydi va ularning spinlari qarama-qarshi yo'nalishda bo'lishi kerak.