Erdődi Ferenc, Gergely Pál, Vereb György

Általános és bioszervetlen kémia


Atomorbitálok

A hidrogénatom egyetlen elektronja esetén a Schrödinger-egyenlet egzakt módon megoldható, és az alapállapotú (1s) vagy tetszés szerinti, gerjesztett állapotú (pl. 2s, 2p, 3d, 4f) elektron tartózkodási valószíműségét diagramszerűen lehet kifejezni (11. ábra).
A 11. ábrából látható, hogy az 1s elektron tartózkodásának valószínűsége a magtól 0,053 nm távolságban a legnagyobb, ami megfelel a Bohr-féle n = 1 körpálya sugarának. A 2s elektron eloszlása a maghoz közelebbi és távolabbi maximumot mutat, és van olyan pont (a térben felület), amelyen az elektron tartózkodási valószínűsége nulla. Ezt csomófelületnek nevezzük.
 
11. ábra. Az elektron előfordulási valószínűsége a hidrogénatom s és p állapotú atomorbitáljain. A háromdimenziós valószínűségeloszlást egyetlen síkban, a magtól mért r távolság függvényében ábrázoltuk. az atommag egyik oldalán
 
Az atomorbitálokat a vonatkoztatási rendszerül használt Descartes-féle koordináta-rendszerben (x, y, z tengelyek) térben is szokásos bemutatni, úgynevezett 90%-os valószínííségi diagramok formájában. Ilyenkor az atomorbitált burkoló felületen belül 90%-os valószínűséggel tartózkodik az elektron. A hidrogénatom s, p és d orbitáljait szemlélteti a 12. ábra.
Az s állapotú elektronok orbitáljai gömb alakúak. Ap-orbitálok esetén az ml kvantumszámnak három értéke (–1, 0, +1) lehet, ezért három különböző térbeli eloszlást mutatunk be a súlyzó alakú 2p elektronokra. Az ötféle d-orbitál jelölése a 12. ábrán ugyancsak a koordináta-rendszer tengelyeivel kapcsolatos és az ml kvantumszám ötféle értékének (–2, –1, 0, +1, +2) felel meg. A d állapotú elektronok ötféle térbeli eloszlása egy gyűrűzött súlyzóra és négy keresztezett súlyzópárra emlékeztet.
 
12. ábra. Az s, p és d állapotú elektronok határfelületei
 
13. ábra. A hidrogénatom energiaszint-diagramja. Az energiaértékeket az egymástól végtelen távolságra lévő, nyugalmi állapotú elektron és proton energiájától, mint viszonyítási ponttól számítjuk
 
A hidrogénatom különböző atomorbitáljainak energiaszintjét az emissziós spektrumból meg lehet határozni. Az 1s (alapállapotú) elektron energiája a legkisebb, míg a gerjesztett állapotok energiaszintjei az azonos főkvantumszámú orbitálokon a hidrogénatom esetében azonosak (13. ábra). Így pl. a 2s energiaszintje megegyezik a 2p energiaszintjével, és azonos energiaszintűek a 3s-3p-3d pályák is. Ezeket elfajult (degenerált) orbitáloknak is nevezik, energiaszintjük csak elektromos vagy mágneses erőtérben hasad fel.
 

Általános és bioszervetlen kémia

Tartalomjegyzék


Kiadó: Semmelweis Kiadó

Online megjelenés éve: 2026

ISBN: 978 963 331 705 1

A könyv feladata, hogy az orvostudományt, gyógyszerésztudományt és biológiát választó egyetemi szak hallgatóit és e téma iránt érdeklődőket megismertesse egyrészt a kémia tudomány alapjaival, az általános kémiával, másrészt a fémek és nemfémes elemek biológiai szerepével, a bioszervetlen kémiával vagy másképp, szervetlen biokémiával.

Hivatkozás: https://mersz.hu/erdoddi-gergely-vereb-altalanos-es-bioszervetlen-kemia//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero

Kivonat
fullscreenclose
printsave