ما هي المدارات المتدهورة؟

ال تنكس المدارات هم جميع أولئك الذين هم في نفس المستوى من الطاقة. وفقًا لهذا التعريف ، يجب أن يكون لديهم نفس عدد الكم الرئيسي ن. وبالتالي ، فإن المدارات 2s و 2p تتدهور ، لأنها تنتمي إلى مستوى الطاقة 2. ومع ذلك ، فمن المعروف أن وظائف الموجات الزاوي والشعاعي الخاصة بهم مختلفة.

كما قيم ن, تبدأ الإلكترونات في شغل مستويات فرعية أخرى من الطاقة ، مثل المدارات d و f. كل من هذه المدارات لها خصائصها الخاصة ، والتي تُلاحظ للوهلة الأولى بأشكالها الزاوية ؛ هذه هي الأشكال الكروية ، الدمبل (ع) ، ثلاثية الكريات (د) والكروية (و).

من بينها ، هناك فرق في الطاقة ، حتى ينتمي إلى نفس المستوى ن.

على سبيل المثال ، تُظهر الصورة العلوية مخططًا للطاقة مع احتلال المدارات للإلكترونات غير المزاوجة (حالة غير طبيعية). يمكن ملاحظة أن من بين جميع أكثر الثباتات (أقل طاقة) هي ns المدارية (1s ، 2s ، ...) ، في حين أن nf هي الأكثر غير مستقرة (أعلى طاقة).

مؤشر

• 1 انحطاط المدارات من ذرة معزولة
  • 1.1 المدارات ص
  • 1.2 المدارات
  • 1.3 المدارات
• 2 تنكس المدارات الهجينة
• 3 المراجع

تتحلل المدارات من ذرة معزولة

المدارات المتدهورة ، بنفس القيمة ن, هم في نفس الخط في مخطط الطاقة. لهذا السبب تقع الخطوط الحمراء الثلاثة التي ترمز إلى المدارات p في نفس الخط ؛ مثل المشارب الأرجواني والأصفر القيام به.

ينتهك مخطط الصورة قاعدة هوند: تمتلئ المدارات ذات الطاقة الأعلى بالإلكترونات دون إقرانها أولاً بالمدارات ذات الطاقة الأقل. عندما تتزاوج الإلكترونات ، يفقد المدار الطاقة ، ويؤدي إلى تنافر إلكتروستاتي أكبر على الإلكترونات غير المدروسة للمدارات الأخرى.

ومع ذلك ، لا تعتبر هذه الآثار في العديد من المخططات الطاقة. إذا كان الأمر كذلك ، وطاعة حكم Hund دون ملء المدارات d بالكامل ، فسيتبين أنها تتوقف عن التدهور.

كما ذكر أعلاه ، كل المدارية لها خصائصها الخاصة. للذرة المعزولة ، بتكوينها الإلكتروني ، ترتيب إلكتروناتها بالعدد الدقيق للمدارات التي تسمح لها بالإيواء. فقط أولئك الذين هم على قدم المساواة في الطاقة يمكن اعتبارهم متدهورين.

المدارات ص

تشير الخطوط الحمراء الثلاثة للمدارات p المنحطة في الصورة إلى كليهما_س, ص_و و p_ض لديهم نفس الطاقة. يوجد إلكترون غير متزاوج في كل منهما ، موصوف بأربعة أرقام كمية (ن, ل, مل و أكثر) ، في حين أن الثلاثة الأولى تصف المدارات.

يُشار إلى الفرق الوحيد بينهما باللحظة المغناطيسية مل, الذي يرسم مسار ص_س على محور س ، ص_و على المحور ص ، ص_ض على المحور z. الثلاثة جميعهم متساوون ، لكنهم يختلفون فقط في توجهاتهم المكانية. لهذا السبب يتم رسمها دائمًا في طاقة ، أي انحطاطية.

كما هي ، ذرة معزولة عن النيتروجين (بتكوين 1 ثانية)²2S²2P³) يجب الحفاظ على التدهور في المدارات الثلاثة ص. ومع ذلك ، فإن سيناريو الطاقة يتغير فجأة إذا أخذنا في الاعتبار ذرة N داخل جزيء أو مركب كيميائي.

لماذا؟ لأنه على الرغم من ص_س, ص_و و p_ض إنهم متساوون في الطاقة ، وهذا يمكن أن يختلف في كل منهم إذا كان لديهم بيئات كيميائية مختلفة ؛ وهذا هو ، إذا كانت مرتبطة ذرات مختلفة.

المدارات د

هناك خمسة خطوط أرجوانية تدل على المدارات د. في ذرة معزولة ، حتى لو كانت الإلكترونات المزدوجة ، فإن هذه المدارات الخمسة تعتبر من الانحطاط. ومع ذلك ، على عكس المدارات p ، فهناك فارق ملحوظ هذه المرة في أشكالها الزاوية.

لذلك ، تنتقل إلكتروناتها إلى اتجاهات في الفضاء تختلف من مداري واحد إلى آخر. هذا يسبب ، وفقا ل نظرية المجال البلوري, أن الحد الأدنى من الاضطرابات يسبب أ انقسام الطاقة المدارات ؛ بمعنى ، يتم فصل الشرائط الأرجواني الخمسة تاركة فجوة طاقة بينهما:

ما هي المدارات أعلاه وأي منها أدناه؟ تلك في الجزء العلوي هي رمزا و_ز, وتلك أدناه تي_2G. لاحظ كيف كانت كل الخطوط الأرجواني محاذاة في البداية ، والآن تم تشكيل مجموعة من مداريتين و_ز طاقة أكثر من المجموعة الأخرى من ثلاثة مدارات تي_2G.

تتيح لنا هذه النظرية شرح التحولات d-d ، والتي تنسب إليها العديد من الألوان التي لوحظت في مركبات المعادن الانتقالية (Cr ، Mn ، Fe ، إلخ). ولماذا هذا الاضطراب الإلكتروني؟ لتنسيق تفاعلات المركز المعدني مع جزيئات أخرى تسمى بروابط.

المدارات F

ومع المدارات f ، يشعرون بخطوط صفراء ، ويزداد الوضع تعقيدًا. تختلف اتجاهاتهم المكانية كثيرًا فيما بينها ، وتصور ارتباطاتها يصبح معقدًا جدًا.

في الواقع ، تعتبر المدارات f داخلية حتى لا "تشارك بشكل كبير" في تكوين الروابط.

عندما تكون الذرة المنعزلة مع المدارات f محاطة بذرات أخرى ، تبدأ التفاعلات وتحدث (فقدان الانحطاط):

لاحظ الآن أن الخطوط الصفراء تشكل ثلاث مجموعات: تي_1G, تي_2G و إلى_1G, والتي لم تعد تتدهور.

تدهور الهجين المدارات

لقد رأينا أن المدارات يمكن أن تتكشف وتفقد الانحطاط. ومع ذلك ، على الرغم من أن هذا يفسر التحولات الإلكترونية ، إلا أنه يتضاءل في توضيح كيف ولماذا توجد أشكال هندسية جزيئية مختلفة. هذا هو المكان الذي تدخل فيه المدارات الهجينة.

ما هي خصائصه الرئيسية؟ أنهم ينحلون. وبالتالي ، فإنها تنشأ من مزيج من شخصيات المدارات s و p و d و f ، لتولد الهجينة المتدهورة.

على سبيل المثال ، يتم خلط ثلاث مدارات p مع واحدة s لإعطاء أربعة مدارات sp³. جميع المدارات sp³ فهي تتدهور ، وبالتالي لديهم نفس الطاقة.

إذا كان بالإضافة إلى ذلك ، يتم خلط مداريتين د مع sp الأربعة³, سوف تحصل على ستة مدارات sp³د².

وكيف يفسرون الهندسة الجزيئية؟ نظرًا لكونهم في سن السادسة ، مع طاقات متساوية ، يجب أن يكونوا متوجهين بشكل متماثل في الفضاء لتوليد بيئات كيميائية متساوية (على سبيل المثال ، في مركب MF).₆).

عندما يفعلون ذلك ، يتم تشكيل أوكتاهيدرون التنسيق ، وهو ما يساوي هندسة مجسم الثماني حول مركز (M).

ومع ذلك ، تميل الأشكال الهندسية إلى التشوهات ، مما يعني أنه حتى المدارات الهجينة لا تتحلل تمامًا. لذلك ، على سبيل الاستنتاج ، لا توجد المدارات المنحلة إلا في ذرات معزولة أو في بيئات متماثلة للغاية.

مراجع

1. قاموس كيميائي. (2017). تعريف انحطاط تم الاسترجاع من: chemicool.com
2. SparkNotes LLC. (2018). الذرات والمدارات الذرية. تم الاسترجاع من: sparknotes.com
3. الكيمياء البحتة (بدون تاريخ). التكوين الإلكتروني. تعافى من: es-puraquimica.weebly.com
4. بياض ، ديفيس ، بيك وستانلي. (2008). الكيمياء. (الطبعة الثامنة). CENGAGE التعلم.
5. مورينو ر. اسبارزا. (2009). دورة تنسيق الكيمياء: الحقول والمدارات. [PDF]. تم الاسترجاع من: depa.fquim.unam.mx
6. رعشة واتكينز. (2008). كيمياء غير عضوية (الطبعة الرابعة). مولودية جراو هيل.