Какво е P орбитала?

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.

p орбитала е типът атомна орбитала, в която се намира електрон, който се намира във второто най-ниско подниво на електронна обвивка или основно енергийно ниво в даден атом. С други думи, p орбиталите представляват вторите енергийни поднива във всяка обвивка или основно енергийно ниво.

Според квантовата теория електроните в един атом не могат да бъдат разположени никъде, а са ограничени до области от пространството, наречени атомни орбитали. Тези орбитали са разделени на различни енергийни нива и поднива, а p орбиталите представляват едно от тези поднива. Всъщност те представляват второто подниво в нарастващ ред на енергията. Други видове атомни орбитали са s, d и f орбитали.

Както ще се види по-късно, p в p орбиталата идва от думата полярна и се отнася до факта, че различните p орбитали сочат към противоположните полюси на декартовите координатни оси.

p орбитални квантови числа

Атомните орбитали се определят от първите три квантови числа, които са:

  • n – Главно квантово число или енергийно ниво (може да приеме всяко естествено число от 1 нататък, т.е. 1, 2, 3, …)
  • l – Вторично квантово число или ъглов момент (може да приема само стойности от 0 до n-1)
  • m l – Магнитно квантово число (може да приема само цели числа между –l и l)

Това, което определя типа орбитала, е вторичното квантово число, l, или числото на ъгловия момент. Следващата таблица показва стойностите на l за различните видове орбитали

Ъглов импулс ( l) Подниво на орбитален тип
0 орбитален s
1 р-орбитала
2 d-орбитала
3 орбитален f

Както може да се види, р- орбиталите се характеризират с ъглов импулс, равен на 1. Но за всяко енергийно ниво ъгловият импулс може да приема само стойности в диапазона от 0 до n-1 . Поради тази причина на ниво n=1 не може да има p орбитали, тъй като в този случай l може да бъде само нула.

С няколко думи, от ниво 2 нататък можем да намерим p орбитали и те се диференцират чрез поставяне на стойността на n преди тях (2p, 3p, 4p и т.н.)

Форма на p орбиталата

Атомните орбитали описват регион в пространството, където е вероятно да намерите електрон, който се върти около ядрото. В зависимост от вида на въпросната орбитала, споменатият регион ще има определена форма. В случай на s орбитали, например, това е сфера, но в случая на p орбитали, те са оформени като два лоба или сплескани сфери с ядро ​​между двете. Можете да си представите p орбитала като вземане на два парти балона с еднакъв размер и свързването им заедно в долните краища.

p орбитална форма

Въпреки че това е обичайният начин за представяне на атомните орбитали, важно е да се разбере, че те всъщност нямат толкова остри граници, колкото показва изображението. Всъщност тези цифри съответстват на зоната, където е най-вероятно да се намери електронът, но електронът може да бъде намерен извън тази област на пространството и все още да бъде в p орбитала.

По-реалистичен начин за разглеждане на р-орбиталите е като плътност от точки, които са по-концентрирани близо до ядрото и по-отдалечени, колкото повече се отдалечаваме от него. Това може да се разбере по-добре, като се разгледа следната фигура.

Представяне на електронна плътност на p орбитала

Тази фигура дава по-реалистичен образ на това какво е p орбитала. Както може да се види, плътността на точките е по-голяма в област, която има подобна форма на тази, показана на първата фигура, но няма дефинирана граница, която да обхваща p орбитала, нито която и да е друга атомна орбитала, да, да тръгваме.

Ключов момент по отношение на p орбиталите е, че равнината, която разделя двата лоба, е това, което е известно като възлова равнина. Това означава, че това е единствената област на пространството, в която никога не може да бъде p-електрон (вероятността да се намери p-електрон в нодалната равнина е 0).

Ориентация на p орбиталите

Атомните орбитали могат да имат различна ориентация в зависимост от тяхното магнитно квантово число , ml . Тъй като има 3 възможни стойности на магнитния момент за p орбиталите (-1, 0, +1), тогава има 3 различни p орбитали, сочещи в три различни посоки.

Тези ориентации съвпадат с посоките на трите декартови координатни оси, x, y и z , така че тези p орбитали се наричат ​​съответно np x , np y и np z (тук n се отнася до енергийното ниво). и са показани на следващата фигура.

Трите p орбитали

Примери за p орбитали

  • 4p x представлява p орбитала в четвъртото енергийно ниво (n=4), ориентирана по оста x.
  • 2p z представлява p орбитала във второто енергийно ниво (n=2), ориентирана по оста z.
  • 3p y представлява p орбитала в третото енергийно ниво (n=3), ориентирана по оста y.

Препратки

Barradas S., Francisco (2016). Орбитали в обучението по химия: анализ чрез графично представяне. Докторска теза. Извлечено от https://eprints.ucm.es/id/eprint/40501/1/T38136.pdf

Квантови числа (14 януари 2020 г.). Възстановено от https://cursoparalaunam.com/los-numeros-cuanticos

Merriam-Webster. (nd). орбитален p. В речника на Merriam-Webster.com . Взето от https://www.merriam-webster.com/dictionary/p%20orbital

Атомни орбитали и електронна конфигурация. (29 октомври 2020 г.). Извлечено от https://espanol.libretexts.org/@go/page/2310

Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

Artículos relacionados