Orbital atòmic: diferència entre les revisions

Els '''orbitals atòmics''' són els estats estacionaris de la funció d'ona d'un [[electró]] (funcions pròpies delde Hamiltoniàl'hamiltonià (H) en l'[[equació de Schrödinger]] HΨ = EΨ ;Ψ la funció d'ona d'un [[electró]] d'ona ). Tanmateix, els orbitals no representen la posició concreta d'un electró en l'espai, que no pot saber-se donada la seva naturalesa ondulatòria, sinó que delimiten una regió de l'espai en què la probabilitat de trobar l'[[electró]] és elevada.<ref>{{Ref-publicació|cognom = Orchin|nom = M|article = Atomic Orbital Theory|publicació = |url = http://media.wiley.com/product_data/excerpt/81/04716802/0471680281.pdf|data = 2005|pàgines = |cognom2 = Roger|nom2 = S}}</ref>

En el cas de l'[[àtom]] d'hidrogen, Schrödinger va poder resoldre l'equació anterior de formamanera exacta, trobant que les funcions d'ona estan determinades pels valors de quatre [[nombre quàntic|nombres quàntics]] ''n'', ''l'', ''m_l'' i ''s''.

| s || de spind'espín || -1/2 o +1/2 || Comportament d'imant de l'electró

* Per a ''l'' = 4, orbitals ''g''; seguint-se per a valors de l majors, l'ordre alfabètic. <center></center>El valor de ''m_l'' (nombre quàntic magnètic) defineix l'orientació espacial de l'orbital davant d'un [[camp magnètic]] extern. Per a la projecció del moment angular enfront del camp extern, es verifica amb l'equació següent.:

El valor de ''s, ''nombre quàntic de d'[[spin|espín]], pot ser +1/2 o -1/2. A l'orbital sense el valor de ''s'' se l'anomena [[orbital espacial|''orbital espacial'']], a l'orbital amb el valor de ''s'' se l'anomena [[orbital spin|''orbital espín'']].

La funció d'ona es pot descompondre, emprant [[sistema de coordenades|coordenades esfèriques]], de la formamanera següent:

Onen què R_{''n'', ''l''} (r) representa la distància de l'electró al nucli i Θ_{''l'', ''m_l''} (θ) Φ_{''m_l''} (φ) la geometria de l'orbital.

Per a la representació de l'orbital, s'utilitza la funció quadrat, |Θ_{''l'', ''m_l''} (θ)|² |Φ_{''m_l''} (φ)|², ja que aquesta és proporcional a la [[densitat de càrrega]] i, per tant, a la densitat de probabilitat, és a dir, el volum que tanca la major part de la probabilitat de trobar a l'[[electró]] o, si es prefereix, el volum o regió de l'espai en què l'electró passa la major part del temps.

L'orbital s té simetria [[esfera|esfèrica]] al voltant del [[nucli atòmic]]. En la figura següent, es mostren dues formes alternatives de representar el núvol electrònic d'un orbital s: en la primera, la probabilitat de trobar a l'electró (representada per la densitat de punts) disminueix a mesura que ens n'allunyem del centre; en la segona, es representa el volum esfèric en què l'electró passa la major part del temps. Principalment per la simplicitat de la representació, la segona forma és la que usualment s'utilitza. Per a valors del nombre quàntic principal majors d'u1, la funció densitat electrònica presenta n-1 nodes en què la probabilitat tendeix a zero,; en aquests casos, la probabilitat de trobar a l'[[electró]] es concentra a certa distància del nucli.:

La forma geomètrica dels orbitals p és la de dosdues esferes aplatades cap al punt de contacte, el qual és el nucli atòmic, i orientades segons els eixos de coordenades. En funció dels valors que pot prendre el tercer nombre quàntic m_l (-1, 0 i 1), s'obtenen els tres orbitals p simètrics respecte als eixos ''x'', ''z'' ei ''i''. Anàlogament al cas anterior, els orbitals p presenten n-2 nodes radials en la densitat electrònica, de manera que aen l'incrementar-se el valor del nombre quàntic principalsprincipal, la probabilitat de trobar l'electró s'allunya del nucli atòmic.:

Els orbitals d tenen una forma més diversa. Quatre d' ellsaquests tenen forma de 4 lòbuls de signes alternats, dos dels quals són plans nodals, en diferents orientacions de l'espai, i l'últim és un doble lòbul rodejat per un anell (un doble con nodal). Seguint la mateixa tendència, presenten n-3 nodes radials.:

Els orbitals f tenen formes encara més exòtiques que es poden derivar d'afegir un pla nodal a les formes dels orbitals d. Presenten n-4 nodes radials.:

'''Nota:''' Imatges generades amb el programa [http://www.orbitals.com/ ''Orbital Viewer'', (C) David Manthey].

* [[Mecànica quàntica]].

* [[Configuració electrònica]].

* '''Orbital atòmic'''.

* [[Orbital molecular]].