Yörünge kimyası ve fizik

Orbital, kimya ve fizikte, bir molekül fonksiyonu gibi bir atom çekirdeği veya bir çekirdek sistemi yakınlarında en fazla iki elektronun karakteristik özelliklerini tanımlayan, dalga fonksiyonu olarak adlandırılan matematiksel bir ifade. Bir orbital genellikle içinde elektron bulma olasılığının yüzde 95 olduğu üç boyutlu bir bölge olarak tasvir edilir (resme bakın).

geçiş metali: Hidrojen atomunun atom orbitalleri

Daha önce belirtildiği gibi, bir atom çekirdeği ile ilişkili elektronlar, uzayın adı verilen çeşitli spesifik bölgelerinde lokalize edilir veya konsantre edilir.

Atomik orbitaller genellikle orbitallerle ilişkili elektronların spesifik özelliklerini temsil eden sayılar ve harflerin bir kombinasyonu ile tanımlanır - örneğin, 1s, 2p, 3d, 4f. Temel kuantum sayıları olarak adlandırılan sayılar, enerji seviyelerini ve çekirdekten göreli mesafeyi gösterir. Bir 1s elektron çekirdeğe en yakın enerji seviyesini işgal eder. 2s elektronu, daha az güçlü bir şekilde bağlanmış, zamanının çoğunu çekirdekten daha uzak geçirir. S, p, d ve f harfleri yörüngenin şeklini belirtir. (Şekil, elektronun açısal hareketinden kaynaklanan açısal momentumunun büyüklüğünün bir sonucudur.) Bir yörünge merkezi çekirdeğindeki ile küreseldir. Böylece bir elektron neredeyse tamamen çekirdeğe yakın küresel bir bölge ile sınırlıdır; 2s'lik bir elektron biraz daha büyük bir küre ile sınırlıdır. Bir p orbital, çekirdeğin karşı taraflarında bir çift lobun yaklaşık şekline veya bir şekilde dambıl şekline sahiptir. Ap orbitalindeki bir elektronun her iki yarıda da eşit olma olasılığı vardır. Diğer orbitallerin şekilleri daha karmaşıktır. S, p, d, f harfleri başlangıçta spektrumları spektral ve atomik elektron konfigürasyonu arasındaki ilişki bilinmeden önce keskin, temel, dağınık ve temel olarak adlandırılan serilere sınıflandırmak için kullanılmıştır.

İlk enerji seviyesinde p orbitalleri yoktur, ancak daha yüksek seviyelerin her birinde üç set vardır. Bu üçüzler uzayda, birbirlerine dik açılarla üç eksende duruyormuş gibi yönlendirilirler ve örneğin 2p _x, 2p _y, 2p _z gibi aboneliklerle ayırt edilebilirler. İlk iki temel seviye dışında hepsinde beş d orbital kümesi ve ilk üç temel seviye hariç tümü karmaşık yönelimli yedi f orbital kümesi vardır.

Her bir yörünge ile sadece iki elektron, spinleri nedeniyle ilişkilendirilebilir. Bir elektronun ekseni etrafında saat yönünde veya saat yönünün tersine bir dönüşe sahip olduğu düşünülebilir, bu da her elektronu küçük bir mıknatıs yapar. Tam orbitallerdeki elektronlar zıt spinler veya zıt manyetik kutuplarla eşleştirilir.