Hlavný rozdiel - 4f vs 5f orbitály

Atómy sa skladajú z jadra, ktoré je vyrobené z protónov a neutrónov, ktoré sú obklopené elektrónmi. Tieto elektróny sa neustále pohybujú okolo jadra. Preto nemôžeme poskytnúť konkrétne miesto pre elektrón v atóme. Vedci namiesto lokalizácie presnej polohy elektrónu zaviedli pojem „pravdepodobnosť“. Inými slovami, je určená najpravdepodobnejšia dráha, ktorou sa elektrón pravdepodobne pohybuje. Táto dráha sa nazýva orbitálna. Existujú rôzne podmnožiny orbitálov, ako sú s orbitaly, p orbitaly, d orbitaly a f orbitaly. Počet orbitálov v každej podskupine je určený magnetickým kvantovým číslom. Pre orbitály existuje 7 možných magnetických kvantových čísel, existuje teda sedem orbitálov. Orbitaly 4 f a 5 f sú prvou a druhou sadou orbitálov. Hlavný rozdiel medzi orbitálmi 4f a 5f je v tom Orbitaly 4f majú niekoľko rovín a kužeľových uzlov, ale žiadne radiálne uzly, zatiaľ čo 5f majú počet rovín a kužeľových uzlov a každý orbitál má jeden radiálny uzol.

Pokryté kľúčové oblasti

1. Čo sú 4f orbitály - Definícia, sedem orbitálov a ich relatívne podobnosti 2. Čo je 5f orbitálov - Definícia, sedem orbitálov a ich relatívne podobnosti 3. Aké sú podobnosti medzi orbitálmi 4f a 5f - Prehľad bežných funkcií 4. Aký je rozdiel medzi orbitálmi 4f a 5f - Porovnanie kľúčových rozdielov

Kľúčové pojmy: atóm, elektrón, laloky, magnetické kvantové číslo, uzly, jadro, orbitál, pravdepodobnosť, subshell

Čo sú 4f orbitály

4 orbitály sú sedem orbitálov zo 4^th elektrónový obal (hladina energie). 4f orbitály sú prvou podmnožinou f orbitálov. To znamená 1^sv, 2^nd a 3^rd elektrónové obaly nemajú žiadne orbitály. To je uvedené nižšie v tabuľke orbitálov s, p, d a f.

Elektrónová škrupina	Orbitáli
1	s
2	s, s
3	s, p, d
4	s, p, d, f
5	s, p, d, f

Sada 4f orbitálov má štyri rôzne tvary, z ktorých každý má niekoľko rovinných a kužeľovitých uzlov. Orbitaly 4f však nemajú žiadne radiálne uzly. Sedem orbitálov 4f je pomenovaných podľa roviny orbitálu. Nasleduje sedem orbitálov 4f.

1. 4f_xyz
2. 4f_z3
3. 4f_{z (x2-y2)}
4. 4f_{y (3 × 2-y2)}
5. 4f_{x (x2-3y2)}
6. 4f_xz2
7. 4f_yz2

Medzi týmito orbitálmi sú oba 4f_xyz a 4f_{z (x2-y2)} orbitály majú osem lalokov. Sú navzájom prepojené 45^o rotácia okolo osi z. To znamená, že sú podobné v iných faktoroch, ale líšia sa v rovine.

Medzi zvyšnými siedmimi orbitálmi 4f_{y (3 × 2-y2)} a 4f_{x (x2-3y2)} orbitály sú navzájom spojené otáčaním 90^o okolo osi z. Každý orbitál má šesť lalokov oddelených tromi uzlovými rovinami s uhlom 60^o medzi nimi. 4f_xz2 a 4f_yz2 orbitály sa zdajú byť podobné 4f_{y (3 × 2-y2)} a 4f_{x (x2-3y2)} orbitály, ale sú odlišné, pretože tri uzlové roviny šiestich rovín nie sú oddelené 60^o uhly. Tieto 4f_xz2 a 4f_yz2 orbitály majú dva zo šiestich lalokov „fazuľovitého tvaru“ v osi z. Na druhej strane, 4f_xz2 orbitál je podobný orbitálu ako 4f_xz2 a 4f_yz2 orbitály, ale „fazuľovité“ laloky sú v osi x. V 4f_yz2 orbitálny, orbitál „v tvare fazule“ je v osi y.

Čo je 5f orbitálov

5 orbitálov je sedem orbitálov 5^th elektrónový obal (hladina energie). Orbitaly 5f sú druhou podmnožinou orbitálov. Tieto orbitály sú pomenované podľa rovín orbitálov. Sedem orbitálov je nasledovných.

1. 5f_xyz
2. 5f_z3
3. 5f_{z (x2-y2)}
4. 5f_{y (3 × 2-y2)}
5. 5f_{x (x2-3y2)}
6. 5f_xz2
7. 5f_yz2

Obrázok 1: Sedem rôznych f orbitálov

Sada 5 orbitálov má štyri rôzne tvary, z ktorých každý má niekoľko rovinných a kužeľovitých uzlov. Každý orbitál 5f má tiež jeden radiálny uzol.

Medzi týmito orbitálmi sú oba 5f_xyz a 5f_{z (x2-y2)} orbitály majú osem lalokov. Sú navzájom prepojené 45^o rotácia okolo osi z. To znamená, že sú podobné v iných faktoroch, ale líšia sa v rovine, do ktorej sú zamerané.

Medzi zvyšnými siedmimi orbitálmi 5f_{y (3 × 2-y2)} a 5f_{x (x2-3y2)} orbitály sú navzájom spojené otáčaním 90^o okolo osi z. Každý orbitál má šesť lalokov oddelených tromi uzlovými rovinami s uhlom 60^o medzi nimi. 5f_xz2 a 5f_yz2 orbitály sa zdajú byť podobné tým z 5f_{y (3 × 2-y2)} a 5f_{x (x2-3y2)} orbitály, ale sú odlišné, pretože tri uzlové roviny šiestich rovín nie sú oddelené 60^o uhly. Tieto 5f_xz2 a 5f_yz2 orbitaly majú tiež dva zo šiestich lalokov „fazuľovitého tvaru“. Na druhej strane, 5f_xz2 orbitál je podobný orbitálu ako 5f_xz2 a 5f_yz2 orbitály, ale „fazuľovité“ laloky sú na osi x. V 5f_yz2 orbitálny, orbitál „v tvare fazule“ je v osi y.

Podobnosti medzi orbitálmi 4f a 5f

Rozdiel medzi orbitálmi 4f a 5f

Definícia

4f Orbitály: 4f orbitály sú sedem orbitálov 4. elektrónového obalu (energetická hladina).

5f Orbitály: 5 orbitálov je sedem orbitálov 5. elektrónového obalu (energetická úroveň).

Podmnožina

4f Orbitály: 4f orbitály sú prvou podmnožinou f orbitálov.

5f Orbitály: Orbitaly 5f sú druhou podmnožinou orbitálov.

Radiálne uzly

4f Orbitály: 4f orbitály majú niekoľko rovín a kužeľovitých uzlov, ale žiadne radiálne uzly.

5f Orbitály: Orbitaly 5f majú niekoľko rovín a kužeľovitých uzlov a každý orbitál 5f má tiež radiálny uzol.

Veľkosť

4f Orbitály: 4f orbitály sú menšie ako 5f orbitály.

5f Orbitály: 5 orbitálov je viac ako 4f orbitálov.

Záver

Atómy sa vo svojich elektrónových obaloch skladajú z rôznych foriem orbitálov: s orbitálov, p orbitálov, d orbitálov a f orbitálov. Pridanie orbitálu začína od 4^th elektrónový obal (hladina energie). Hlavný rozdiel medzi orbitálmi 4f a 5f je v tom, že orbitaly 4f majú niekoľko rovín a kužeľových uzlov, ale žiadne radiálne uzly, zatiaľ čo 5f majú počet rovín a kužeľových uzlov a každý orbitál má tiež jeden radiálny uzol.

Referencia:

1. Mark J Winter. "Atómové orbitály: 4f (všeobecná sada)." Orbitron: galéria atómových orbitálov a molekulárnych orbitálov, 12. júla 2015, k dispozícii tu. Mark J Winter. "Atómové orbitály: 5f (všeobecná sada)." Orbitron: galéria atómových orbitálov a molekulárnych orbitálov, 12. júla 2015, k dispozícii tu.

Obrázok so súhlasom:

1. „F orbitals m“ od Geek3-vlastná práca (CC BY-SA 3.0) prostredníctvom Commons Wikimedia