ШТА СУ ДЕГЕНЕРИРАНЕ ОРБИТАЛЕ? - ХЕМИЈА - 2026

У дегенерисани орбитале су они који су на истом нивоу енергије. Према овој дефиницији, они морају имати исти главни квантни број н. Тако су 2с и 2п орбитале дегенериране, јер припадају енергетском нивоу 2. Међутим, познато је да су њихове угаоне и радијалне таласне функције различите.

Како се вредности н повећавају, електрони почињу да заузимају друге подравнине енергије, као што су д и ф орбитале. Свака од ових орбитала има своје карактеристике, које се на први поглед могу видети у њиховим кутним облицима; То су сферичне (и) фигуре, бучице (п), клинчићи (д) и глобуларне (ф) фигуре.

Извор: Габриел Боливар

Између њих постоји енергетска разлика, чак која припада истом нивоу н.

На пример, слика изнад приказује енергетску шему са орбиталама које заузимају парни електрони (ненормалан случај). Може се видети да је од свих најстабилнија (она са најнижом енергијом) нс (1с, 2с,…) орбитала, док је нф најнестабилнија (она са највишом енергијом).

Дегенерирају се орбитале изолованог атома

Дегенериране орбитале, с истом вриједношћу н, налазе се у истој линији у енергетској шеми. Из тог разлога, три црвене пруге које симболизују п орбитале налазе се на истој линији; као и љубичасте и жуте пруге на исти начин.

Дијаграм на слици крши Хундово правило: орбитале више енергије су испуњене електронима а да их прво не упарите у оне са нижом енергијом. Како се електрони спајају, орбитала губи енергију и испољава већу електростатску одбојност на непарне електроне других орбитала.

Међутим, такви ефекти се не разматрају у многим енергетским дијаграмима. Ако је то случај и поштујући Хундову владавину без потпуног попуњавања д орбитала, видело би се да престају да се дегенерирају.

Као што је раније споменуто, свака орбитала има своје карактеристике. Изоловани атом, са својом електронском конфигурацијом, има своје електроне распоређене у тачном броју орбитала да их прими. Само они једнаки у енергији могу се сматрати дегенерираним.

Орбитале стр

Три црвене траке за дегенериране п орбитале на слици означавају да и п _к , п _и п _з имају исту енергију. У сваком је неспарни електрон, описан са четири квантна броја (н, л, мл и мс), док прва три описују орбитале.

Једина разлика између њих означава се магнетним моментом мл, који црта путању п _к на к оси, п _и на оси и и п _з на оси з. Сва три су иста, али се разликују само по просторним оријентацијама. Из тог разлога су увек повучени поравнати у енергији, односно дегенерирају.

Пошто су једнаки, изоловани атом азота (са конфигурацијом 1с ² 2с ² 2п ³ ) мора одржавати своје три п орбитале дегенерирати. Међутим, енергетски сценариј се нагло мења ако се узме у обзир атом Н унутар молекуле или хемијског једињења.

Зашто? Будући да су п _к , п _и п _з једнаки у енергији, она може варирати у свакој од њих ако имају различита хемијска окружења; то јест, ако се вежу на различите атоме.

Орбитале д

Постоји пет љубичастих пруга које означавају д орбитале. У изолованом атому, чак и ако имају упарене електроне, ових пет орбитала сматра се дегенерираним. Међутим, за разлику од п орбитала, овај пут је примећена разлика у њиховим кутним облицима.

Због тога се њени електрони крећу у простору који варирају од једне до друге орбитале. То узрокује, према теорији кристалног поља, да најмањи поремећај изазива енергетско удвостручење орбитала; то јест, пет љубичастих пруга се раздвајају, остављајући енергетски јаз између њих:

Извор: Габриел Боливар

Које су горње орбитале и које су доње орбитале? Горе наведени су симболизовани као е _г , а они испод т _2г . Имајте на уму како су у почетку све љубичасте пруге биле поравнате, а сада је формиран сет од две е _г орбите енергичније од другог скупа од три т _2г орбитале .

Ова теорија нам омогућава да објаснимо дд прелазе, којима се приписују многе боје опажене у једињењима прелазних метала (Цр, Мн, Фе, итд.). И чему то електронско ометање? До координационих интеракција металног центра са другим молекулама званим лиганди.

Орбитале ф

А с ф орбиталама, жутим пругама од филца, ситуација постаје још сложенија. Њихови просторни правци се међусобно јако разликују, а визуализација њихових веза постаје превише сложена.

У ствари, сматра се да су ф орбитале толико интерно обложене да не „учествују у знатној мери“ у формирању обвезница.

Када се изоловани атом са ф орбиталама окружује са другим атомима, започињу интеракције и одвијају се (губитак дегенерације):

Извор: Габриел Боливар

Имајте на уму да сада жуте пруге формирају три сета: т _1г , т _2г и _1г , и да више нису дегенериране.

Дегенерирају хибридне орбитале

Видело се да се орбитале могу развити и изгубити дегенерацију. Међутим, док ово објашњава електронске прелазе, она бледи у расветљавању како и зашто постоје различите молекуларне геометрије. Овде долазе хибридне орбите.

Које су његове главне карактеристике? Да су дегенерирани. Тако настају из мешавине знакова с, п, д и ф орбитале, да настају дегенерирани хибриди.

На пример, три стр орбиталс мешају са једним с да направи четири сп ³ орбитала . Све сп ³ орбитале су дегенериране и зато имају исту енергију.

Ако се, поред тога, помешају две д орбитале са четири сп ³ , добићемо шест сп ³ д ² орбитале .

И како објашњавају молекуларне геометрије? Како их је шест, с једнаком енергијом, они морају бити оријентисани симетрично у простору да би се створила једнака хемијска окружења (на пример, у једињењу МФ ₆ ).

Када то ураде, формира се координациони октаедар, који је једнак геометрији октаедра око неког центра (М).

Међутим, геометрије су често изобличене, што значи да чак ни хибридне орбитале нису у потпуности потпуно дегенериране. Стога, закључујући, дегенериране орбитале постоје само у изолованим атомима или у високо симетричним окружењима.

Референце

1. Цхемицоол Дицтионари. (2017). Дефиниција Дегенерате. Опоравак од: цхемицоол.цом
2. СпаркНотес ЛЛЦ. (2018). Атоми и атомска орбитала. Опоравак од: спаркнотес.цом
3. Чиста хемија. (сф) Електронска конфигурација. Опоравак од: ес-пуракуимица.веебли.цом
4. Вхиттен, Давис, Пецк и Станлеи. (2008). Хемија. (8. изд.). ЦЕНГАГЕ Учење.
5. Морено Р. Еспарза. (2009). Курс координационе хемије: Поља и орбитале. . Опоравак од: депа.фкуим.унам.мк
6. Схивер & Аткинс. (2008). Неорганска хемија. (Четврто издање). Мц Грав Хилл.