Tiede

Atomiorbitaalit — Aaltofunktio

Atomiorbitaali on yhden elektronin kvanttitilan avaruudellinen osa, joka kertoo aaltofunktion amplitudista ja todennäköisyystiheydestä. Orbitaali ei ole elektronin rata. s-, p-, d- ja f-orbitaalit syntyvät kvanttiluvuista ja määräävät suuren osan atomien kemiallisesta käyttäytymisestä.

Aaltofunktio

Atomiorbitaali on yhden elektronin kvanttitilan avaruudellinen osa, joka kertoo aaltofunktion amplitudista ja todennäköisyystiheydestä. Orbitaali ei ole elektronin rata. s-, p-, d- ja f-orbitaalit syntyvät kvanttiluvuista ja määräävät suuren osan atomien kemiallisesta käyttäytymisestä.

Kvanttiluvut

Schrödingerin yhtälön ratkaisu ψ sisältää tilan amplitudin. Mitattava todennäköisyystiheys on |ψ|². Merkin tai vaiheen vaihtuminen on silti tärkeää, koska se vaikuttaa interferenssiin ja sidoksissa orbitalien yhdistymiseen.

Solmut

Pääkvanttiluku n liittyy kokoon ja energiaan, l alakuoreen, m_l kulmaliikemäärän projektioon ja m_s spinprojektion kahteen arvoon. s vastaa l=0, p=1, d=2 ja f=3.

s ja p

Hydrogenisessa orbitalissa kulmasolmuja on l ja radiaalisia solmuja n−l−1. Solmu on alue, jossa aaltofunktion amplitudi on nolla. Solmurakenne vaikuttaa orbitalin tunkeutumiseen ja energiaan monielektronisessa atomissa.

Atomiorbitaalit(n, l, mₗ, mₛ)

Aaltofunktio

s-orbitaali on pallosymmetrinen ja voi tunkeutua lähelle ydintä. p-orbitaaleissa on kulmasolmu ja kaksi vastakkaisvaiheista lohkoa. Kemialliset p_x, p_y ja p_z -kuvat ovat käteviä reaaliyhdistelmiä kvanttitiloista.

Schrödingerin yhtälön ratkaisu ψ sisältää tilan amplitudin. Mitattava todennäköisyystiheys on |ψ|². Merkin tai vaiheen vaihtuminen on silti tärkeää, koska se vaikuttaa interferenssiin ja sidoksissa orbitalien yhdistymiseen.