alla orbitaler full p-skal?
har inte kommit till grepp med orbitaler ännu, så behöver lite vägledning. På gymnasiet lär man ju sig att skalen har olika bokstäver som k, l, m, n och så vidare, är det samma sak med orbiataler, att deras s, p etc. Tilläggvis undrar jag om de även har samma princip med bildningen av ädelgasstruktur. Måste orbialerna vara fulla innan de når ädelsgasstruktur? Eller är det bara att p-skalet måste vara fullt? Har lite svårt att koppla oktet reglen tilll orbitaler
Orbitalteorin är en mer komplett beskrivning av elektronkonfigurationen än skal och ädelgasstruktur. Den bygger på att man behöver fyra olika kvanttal för att beskriva elektronerna runt en atomkärna:
- Huvudkvanttal, ungefär det man kallar skal på gymnasiet. Förkortas ofta med ett heltal 1, 2, 3 osv som motsvarar K, L, M osv.
- Bankvanttal, det kan man se som ett slags undernivåer till skalen. De skrivs också med heltal (från 0 och uppåt, men alltid lägre än huvudkvanttalet) men brukar förkortas med bokstäver istället: s, p, d och f
- Magnetiskt kvanttal. Dessa beskriver ungefär hur orbitalerna är orienterade runt atomkärnan. Varje bankvanttal kan paras ihop med magnetiska kvanttal från 0 upp till +/- bankvanttalet. Om man har bankvanttalet 0 (vilket motsvarar det man normalt kallar s) så finns bara det magnetiska kvanttalet 0. Om man har bankvanttalet 1 (normalt kallat för p) finns de magnetiska kvanttalen -1, 0 och 1. Eftersom det bara finns ett tal i första fallet finns bara en uppsättning av s-orbitaler (per huvudkvanttal) men tre uppsättningar av p-orbitaler (som man i sin tur brukar kalla px py och pz). Motsvarande princip gäller för d och f-orbitalerna som finns i fem respektive sju uppsättningar.
- Spinnkvanttal. Elektroner kan bara ha talen -1/2 eller 1/2 och det finns en kvantmekanisk regel som förbjuder elektroner i samma orbital att ha samma spinnkvanttal. Det innebär att man bara kan ha två elektroner i en och samma orbital, som dessutom måste ha motsatt spinn. Det får till följd att s-orbitalen rymmer maximalt 1*2=2 elektroner, p-orbitalerna 3*2=6 elektroner, d-orbitalerna 5*2=10 elektroner och f-orbitalerna 7*2=14 elektroner.
Det låter ganska krångligt men om man tittar på t.ex. klor så skulle man med skalteorin säga att K-skalet rymmer 2 elektroner, L-skalet 8 elektroner och M-skalet har 7 elektroner som utgör atomens valenselektroner.
Med orbitalteori skulle man säga att klor har en 1s-orbital med två elektroner, en 2s-orbital med två elektroner, tre 2p-orbitaler med sex elektroner, en 3s-orbital med två elektroner och tre 3p-orbitaler med 5 elektroner. Elektronerna i 3s och 3p utgör kloratomens 2+5=7 valenselektroner. Där ser du också att huvudkvanttalet som skrivs i början hör ihop med det man brukar kalla för skal. De orbitaler med högst huvudkvanttal (i detta fall 3) utgör atomens valensskal.
wow, viste inte ens att magnetiskt kvanttal och spinnkvanttal fanns, men tror jag fattar alltd lite bättre nu! tack så mycket
Man får en mycket bättre förståelse för kemi om man lär sig hur orbitaler fungerar, för det är lite av en ögonöppnare. Man kan t.ex. förklara:
- Varför övergångsmetaller (t.ex. järn och koppar) inte följer oktettregeln och har ett antal valenselektroner som inte matchar gruppnumret.
- Varför vissa atomer kan omges av fler än åtta elektroner medan vissa inte kan göra det. Svavelatomen i sulfatjonen kan omges av fler än åtta valenselektroner men det fungerar inte för kväveatomen i nitratjonen (som därmed behöver ha flera olika resonansstrukturer istället).
- Varför guld är så ädelt
- Varför kvicksilver är flytande
- Lantanidkontraktionen, dvs varför atomerna till grundämnena från lantan till lutetium är mycket mindre än förväntat.
