Mikä on P-orbitaali?

P-orbitaali on atomikiertoradan tyyppi, jossa elektroni sijaitsee elektronikuoren toiseksi alimmalla alatasolla tai tietyn atomin pääenergiatasolla. Toisin sanoen p-orbitaalit edustavat toista energia-alatasoa kunkin kuoren tai pääenergiatason sisällä.

Kvanttiteorian mukaan atomin elektronit eivät voi sijaita missään, vaan ne ovat rajoittuneet avaruuden alueille, joita kutsutaan atomiorbitaaleiksi. Nämä kiertoradat on jaettu eri energiatasoihin ja alatasoihin, ja p-orbitaalit edustavat yhtä näistä alatasoista. Itse asiassa ne edustavat toista alatasoa kasvavassa energiajärjestyksessä. Muita atomiradan tyyppejä ovat s-, d- ja f-orbitaalit.

Kuten myöhemmin nähdään, p in p orbitaali tulee sanasta polaarinen ja viittaa siihen, että eri p-orbitaalit osoittavat kohti karteesisten koordinaattiakselien vastakkaisia ​​napoja.

p kiertoradan kvanttiluvut

Atomiradat määritellään kolmella ensimmäisellä kvanttiluvulla, jotka ovat:

• n – Pääkvanttiluku tai energiataso (se voi olettaa minkä tahansa luonnollisen luvun 1:stä eteenpäin, eli 1, 2, 3,…)
• l – Toissijainen kvanttiluku tai kulmaliikemäärä (voi olettaa vain arvoja 0 – n-1)
• m _l – Magneettinen kvanttiluku (voi olettaa vain kokonaislukuarvot välillä –l ja l)

Orbitaalin tyypin määrittelee toissijainen kvanttiluku, l tai kulmamomenttiluku. Seuraava taulukko näyttää l:n arvot eri tyyppisille kiertoradalle

Kuten voidaan nähdä, p- kiertoradalle on tunnusomaista, että niiden liikemäärä on yhtä suuri kuin 1. Mutta kullekin energiatasolle kulmaliikemäärä voi saada vain arvoja välillä 0 – n-1 . Tästä syystä tasolla n=1 ei voi olla p-orbitaalia, koska tässä tapauksessa l voi olla vain nolla.

Muutamalla sanalla, tasolta 2 alkaen voimme löytää p-orbitaalit, jotka erotetaan asettamalla niiden eteen n:n arvo (2p, 3p, 4p jne.)

P-orbitaalin muoto

Atomiradat kuvaavat aluetta avaruudessa, jossa todennäköisesti löydät elektronin, joka pyörii ytimen ympärillä. Riippuen kyseessä olevan kiertoradan tyypistä, mainitulla alueella on tietty muoto. Esimerkiksi s-orbitaalien tapauksessa se on pallo, mutta p-orbitaalien tapauksessa ne ovat muotoiltu kahdeksi lohkoksi tai litteiksi palloiksi, joiden välissä on ydin. Voit kuvitella p-orbitaalin ottamalla kaksi samankokoista juhlailmapalloa ja sitovan ne yhteen alareunasta.

Vaikka tämä on yleinen tapa atomikiertoradat esitetään, on tärkeää ymmärtää, että niillä ei itse asiassa ole niin teräviä rajoja kuin kuva antaa ymmärtää. Itse asiassa nämä luvut vastaavat aluetta, jossa elektroni todennäköisimmin löytyy, mutta elektroni voidaan löytää tämän avaruusalueen ulkopuolelta ja silti olla p-kiertoradalla.

Realistisempi tapa tarkastella p-kiertoradalla on pisteiden tiheys, jotka ovat keskittyneempiä lähellä ydintä ja kauempana toisistaan, kun siirrymme kauemmaksi siitä. Tämä voidaan ymmärtää paremmin katsomalla seuraavaa kuvaa.

Tämä kuva antaa realistisemman kuvan siitä, mikä p-kiertorata on. Kuten näkyy, pisteiden tiheys on suurempi alueella, jolla on samanlainen muoto kuin ensimmäisessä kuvassa, mutta ei ole määriteltyä rajaa, joka sulkee sisäänsä p-orbitaalin, eikä mitään muutakaan atomikiertorataa, kyllä ​​mennään.

Keskeinen kohta p-orbitaalien suhteen on, että taso, joka erottaa kaksi keilaa, on ns. solmutaso. Tämä tarkoittaa, että se on ainoa avaruuden alue, jossa p-elektroni ei voi koskaan olla (todennäköisyys löytää p-elektroni solmutasosta on 0).

P-orbitaalien suuntaus

Atomiradat voivat olla eri suunnassa riippuen niiden magneettisesta kvanttiluvusta _, ml . Koska p-kiertoradalla on 3 mahdollista magneettimomenttiarvoa (-1, 0, +1), on olemassa 3 erilaista p-orbitaalia, jotka osoittavat kolmeen eri suuntaan.

Nämä orientaatiot osuvat yhteen kolmen suorakulmaisen koordinaattiakselin x, y ja z suuntien kanssa , joten näitä p-orbitaaleja kutsutaan vastaavasti np _x , np _y ja np _z (tässä n viittaa energiatasoon) ja ne esitetään. seuraavassa kuvassa.

Esimerkkejä p-orbitaaleista

• 4p _x edustaa p-orbitaalia neljännellä energiatasolla (n=4), joka on suunnattu x-akselia pitkin.
• 2p _z edustaa p-orbitaalia toisella energiatasolla (n=2), joka on suunnattu z-akselia pitkin.
• 3p _y edustaa p-orbitaalia kolmannella energiatasolla (n=3), joka on suunnattu y-akselia pitkin.

Viitteet

Barradas S., Francisco (2016). Orbitaalit kemian koulutuksessa: analyysi sen graafisen esityksen kautta. Väitöskirja. Haettu osoitteesta https://eprints.ucm.es/id/eprint/40501/1/T38136.pdf

Kvanttiluvut (14.1.2020). Palautettu osoitteesta https://cursoparalaunam.com/los-numeros-cuanticos

Merriam-Webster. (nd). orbital p. Merriam-Webster.com- sanakirjassa . Haettu osoitteesta https://www.merriam-webster.com/dictionary/p%20orbital

Atomiradat ja elektronien konfiguraatio. (29. lokakuuta 2020). Haettu osoitteesta https://espanol.libretexts.org/@go/page/2310