縮退軌道とは何ですか？



の 縮退軌道 彼らは皆同じ​​レベルのエネルギーにいる人たちです。この定義によると、それらは同じ主量子数を持たなければなりません。 n. このように、2s軌道と2p軌道はエネルギー準位2に属しているため、縮退しています。しかし、それらの角波動とラジアル波動の関数は異なることが知られています。.

の値として n, 電子は軌道dやfのような他の準準位エネルギーを占め始めます。これらの軌道はそれぞれ独自の特徴を持っています。一見するとそれらの角度の形で観察されます。これらは球形（s）、ダンベル（p）、三葉（d）および球形（f）の図です。.

それらの間には、同じレベルに属していてもエネルギー差があります n.

たとえば、上の図は、不対電子が軌道を占有しているエネルギースキームを示しています（異常な場合）。 nfが最も不安定な（最も高いエネルギー）のに対し、最も安定した（最も低いエネルギー）のすべてが軌道ns（1s、2s、...）であることがわかります。.

索引

  • 1孤立原子の縮退軌道
    • 1.1軌道p
    • 1.2軌道
    • 1.3軌道
  • 2縮退ハイブリッド軌道
  • 3参考文献

孤立原子の縮退軌道

の同値の縮退軌道 n, それらはエネルギー計画の同じ行にあります。このため、p軌道を象徴する3本の赤い縞は同じ行にあります。紫と黄色の縞模様のように.

このイメージのスキームは、Hundの法則に違反しています。つまり、エネルギーの高い軌道は、エネルギーの低い軌道と最初に対になることなく電子で満たされています。電子が結合すると、軌道はエネルギーを失い、他の軌道の不対電子に大きな静電反発力を及ぼします。.

しかし、そのような影響は多くのエネルギー図では考慮されていません。もしそうなら、そしてd軌道を完全に満たすことなしにフントの法則に従うことで、それらは退化するのをやめることがわかるだろう。.

上記のように、各軌道はそれ自身の特性を持っています。孤立した原子は、その電子配置によって、それらが収容されることを可能にする正確な数の軌道に配置された電子を持っています。エネルギーが等しい人だけが退化したと見なすことができます.

軌道p

画像内の縮退したp軌道の3本の赤い縞は、両方とも×, pそして そしてpz 彼らは同じエネルギーを持っています。それぞれに不対電子があり、4つの量子数で表されます（n, l, ml そして ミリ秒）、最初の3つは軌道について説明しています.

それらの間の唯一の違いは磁気モーメントで表されます。 ml, pの軌跡を描く× x軸上では、pそして y軸上にあり、pz z軸上にあります。 3つすべてが等しいですが、それらの空間的な向きが異なるだけです。このため、それらは常にエネルギー的に整列して描かれています。.

それらは同じなので、窒素から分離された原子（1s立体配置）22秒22p3）3つの軌道pを縮退させたままにしなければならない。しかし、分子または化合物内のN原子を考慮すると、エネルギーシナリオは急激に変化します。.

なんで？ pだから×, pそして そしてpz それらはエネルギーが同等であり、それらが異なる化学的環境を有する場合、これはそれらのそれぞれにおいて異なり得る。つまり、それらが異なる原子にリンクしている場合.

軌道

d軌道を表す5つの紫色の縞があります。孤立原子では、たとえそれらが電子をペアにしていても、これら5つの軌道は縮退していると見なされます。ただし、p軌道とは異なり、今回はそれらの角度形状に大きな違いがあります。.

それゆえ、それらの電子は、ある軌道ｄから別の軌道に変化する空間内を移動する。これによると、 結晶場理論, 最小の擾乱が エネルギー分割 軌道のつまり、5つの紫色のストリップが分離され、それらの間にエネルギーギャップができます。

上の軌道と下の軌道は何ですか？一番上にあるものは eg, そして以下のもの トン2g. 最初はすべての紫色の縞が揃っていて、2つの軌道が形成されていることに注目してください eg 他の3つの軌道よりも多くのエネルギー トン2g.

この理論は、遷移金属の化合物（Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅなど）において観察される色の多くが起因するｄ − ｄ遷移を説明することを可能にする。そして、なぜこの電子的擾乱なのでしょうか？金属中心と他の分子との配位相互作用 配位子.

軌道

そしてf軌道で、彼らは黄色い縞を感じます、状況はさらに複雑になります。それらの空間的方向はそれらの間で大きく異なり、そしてそれらのリンクの視覚化は非常に複雑になる.

事実、f軌道は非常に内部的であると考えられているので、それらは結合の形成に「かなり参加」していません。.

f軌道を持つ孤立した原子が他の原子に囲まれると、相互作用が始まり、展開が起こります（退化の喪失）。

黄色い縞が3つのセットになっていることに注意してください。 トン1g, トン2g そして ある1g, そしてそれはもはや退化していない.

縮退ハイブリッド軌道

軌道が展開して退化を失う可能性があることがわかっています。しかしながら、これは電子遷移を説明しているが、それはどのようにそしてなぜ異なる分子幾何学が存在するのかの解明には至っていない。これが混成軌道が入るところです.

その主な特徴は何ですか？彼らが退化していること。したがって、それらは縮退混成を生み出すために、軌道s、p、d、およびfの文字の混合から生じる。.

たとえば、3つのp軌道と1つのs軌道が混在して4つのsp軌道が得られます。3. すべてのsp軌道3 それらは縮退しているので同じエネルギーを持っています.

さらに2つのd軌道が4つのspと混在する場合3, あなたは6個のsp軌道を得るでしょう3日2.

そして、彼らはどのように分子幾何学を説明しますか？それらは６であり、等しいエネルギーで、それ故にそれらは等しい化学的環境を生成するために空間において対称的に配向されなければならない（例えば、ＭＦ化合物において）。6）.

そうすると、配位の八面体が形成されます。これは中心（M）の周りの八面体のジオメトリに相当します。.

ただし、ジオメトリには歪みがある傾向があるため、混成軌道でも完全には縮退しません。したがって、結論として、縮退軌道は孤立原子または高度に対称的な環境にのみ存在します。.

参考文献

  1. Chemicool辞書。 （2017）縮退の定義取得元：chemicool.com
  2. SparkNotes LLC。 （２０１８）。原子と原子軌道以下から取得しました。sparknotes.com
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