خب دوستان بنا به درخواست بازدید کنندگان محترم میخوام یک بخش از مهمترین بخش های این کتاب (شیمی 2) رو توضیح بدم. این بخش مهم بخش اوربیتال ها هستش امیدوارم مورد استفاده شما باشه.
اوربیتال ها
در مدل بور میگفتیم که الکترون ها روی یک مدار در اطراف هسته در حال گردش هستند تا اینکه اروین شرودینگر گفت که نمیشه در یک لحظه دقیقا مشخص کرد که الکترون در کجا قرار داره و مدل اوربیتالی رو معرفی کرد.
مثل همیشه اول از تعاریف برای فهم درس استفاده می کنیم.
خوب شما اول از همه باید بدونید اوربیتال چیه؟!!
اوربیتال :فضای 3بعدی اطراف هسته که احتمال حضور الکترون در ان بیشتر از 90 % است.
اعداد اوربیتالی به اعدادی میگن که مکان اوربیتال رو مشخص می کنه.
اعداد اوربیتالی 3 تا هستند.
این 3تا عبارتند از:
1: عدد کوانتومی اصلی که با n نشان داده میشه.
2: عدد کوانتومی اوربیتالی که با L نشون داده میشه.
3: عدد کوانتومی مغناطیسی که با mL نشان داده میشه.
خب باید بدونیم هر یک از این اعداد برای چی هستند.
1: عدد کوانتومی اصلی (n)
این عدد شماره لایه رو مشخص میکنه و شامل اعداد 1 تا 7 هستش.
ما باید بدونیم که در لایه اول 2 الکترون، لایه دوم 8الکترون، لایه سوم، 18 الکترون، لایه چهارم 32 الکترون جا میگیره.
2: عدد کوانتومی اوربیتالی (L)
این عدد نوع زیر لایه رو مشخص میکنه و شامل 4 حرف هست و هر کدوم از این حروف با یک عدد خاص نشون داده میشه این اعداد و حروف عبارتند از:
s=0
p=1
d=2
f=3
البته خیلی مهمه که بدونید شکل اوربیتال به همین عدد وابسته هست. یعنی شکل اوربیتالی که L اون s باشه به صورت کروی هست و اگر p باشه شکل اون به صورت دمبل هست (میشه بگیم دوتا دایره متصل به هم)
3: عدد بعدی عدد کوانتومی مغناطیسی هست و این عدد جهت گیری اوربیتال رو نشون میده.
حالا به جدول های زیر نگاه کنید. اگر هریک از مربع ها رو به عنوان یک اوربیتال در نظر بگیریم، اعدادِ کوانتومی مغناطیسی باید به شکل زیر در مربع ها قرار بگیرند.
از بالا به پایین عدد کوانتومی اوربیتالی اون ها s و p و d و f هستش.
خوب تا الان تونستیم یاد بگیریم چطور اوربیتال رو مشخص کنیم اما یه نکته هست که پای یه عدد دیگه رو برای پیدا کردن الکترون وسط میکشه.
*نکته مهم: در هر اوربیتال دو الکترون جا می گیرد.
پس بین اون دو الکترون باید یکی مشخص بشه و برای این کار عدد کوانتومی اسپین به کار میره.
4: عدد کوانتومی اسپین: این عدد برای مشخص کردن الکترون در اوربیتال به کار می ره. و با ml نشون داده میشه
همه یه قاعده خوندیم که بارهای همنام یکدیگر رو دفع و نا همنام جذب میکنن و میدونیم الکترون دارای بار منفی هست پس چه اتفاقی می افته که دو الکترون که بار های هر دوتاشون منفیه کنار هم قرار میگیرن؟
الکترون ها به دور خودشون میچرخن که در نتیجه ی این چرخش میدان مغناطیسی بسیار کوچکی به وجود میاد.
و این دو تا الکترون برای این میتونن کنار هم بمونن که برخلاف جهت هم در به دور خودشون در حال گردش هستن و در نتیجه میدان مغنا طیسیی به وجود میاد. یکی از این دو در جهت عقربه های ساعت و دیگری پاد ساعتگرد در حال گردش هست.
و درنتیجه در اون الکترون ساعتگرد قطب N در بالا S در پایین قرار میگیره و در الکترون دیگر به دلیل چرخش بر خلاف الکترون دیگر (پاد ساعتگرد) برعکس این مورد اتفاق می افته که در نتیجه میتونن کنار هم قرار بگیرن.
و اون الکترون که چرخشش ساعتگرد هست با عدد 0.5+ (مثبت یک دوم) نشون داده میشه.
و اون الکترون دیگه که چرخشش پاد ساعتگرد هست با عدد 0.5- (منفی یک دوم)نشون داده میشه.
پس برای نشون دادن اوربیتال به 3 عدد نیاز داریم و برای یافتن الکترون به اضافه اون 3 عدد یه عدد دیگه هم نیاز داریم که در مجموع چهار عدد میشه.
خوب برای مثال یه سوال حل میکنیم.
اعداد اوربیتالی اخرین الکترون عنصر سدیم را بگویید.
خوب اول باید عدد اتمی سدیم رو حفظ باشیم که میشه11 پس 11 الکترون داره.
با توجه به نکات قبل میدونیم آخرین الکترون این عنصر در لایه سوم قرار داره پس n اون برابر با 3 میشه.
و L اون به دلیل اینکه در زیر لایه اول قرار داره 0 هست یعنی زیر لایه s فقط یک اوربیتال داره که با عدد 0 نشون داده میشه.
و باید بدونیم اوربیتالها ابتدا با عدد اسپین یک دوم پر میشن و سپس منفی یک دوم نوشته میشه پس اینجا هم ml اون مثبت یک دوم میشه.
فرمول هایی در این رابطه
تعداد الکترون در هر لایه: 2n2
تعداد اوربیتال در هر لایه: n2
تعداد اوربیتال های هر زیر لایه: 2L+1