Hovedforskel - Shell vs Subshell vs Orbital

Atom er den grundlæggende enhed, der sammensætter stof. Tidligere mente forskere, at atomer ikke kunne opdeles yderligere. Men senere opdagelser afslørede oplysninger om subatomære partikler, hvilket indikerede, at atomer yderligere kunne opdeles i subatomære partikler. De tre vigtigste subatomære partikler er elektroner, protoner og neutroner. Protoner og neutroner udgør sammen kernen, som er atomets centrale kerne. Elektroner er i kontinuerlig bevægelse omkring denne kerne. Vi kan ikke bestemme den nøjagtige placering af en elektron; elektroner bevæger sig imidlertid i visse veje. Udtrykkene shell, subshell og orbital refererer til de mest sandsynlige veje, som en elektron kan bevæge sig. Den største forskel mellem shell subshell og orbital er det skaller er sammensat af elektroner, der deler det samme hovedkvantantal, og underskaller er sammensat af elektroner, der deler det samme vinkelmomentkvantantal, mens orbitaler er sammensat af elektroner, der er i samme energiniveau, men har forskellige spins.

Nøgleområder omfattet

1. Hvad er en Shell - Definition, struktur og egenskaber 2. Hvad er en underside - Definition, struktur og egenskaber 3. Hvad er en Orbital - Definition, struktur og egenskaber 4. Hvad er forskellen mellem Shell Subshell og Orbital - Sammenligning af vigtige forskelle

Nøglebetingelser: Atom, elektroner, orbital, kvantetal, shell, subshell

Hvad er en Shell

En skal er vejen efterfulgt af elektroner omkring atomets kerne. Disse kaldes også energiniveauer, da disse skaller er arrangeret omkring kernen i henhold til den energi, som en elektron i skallen består af. Skallen, der har den laveste energi, er tættest på kernen. Det næste energiniveau er placeret ud over den skal.

For at genkende disse skaller kaldes de K, L, M, N osv. Skallen i det laveste energiniveau er K -skal. Men forskere har navngivet disse skaller ved hjælp af kvantetal. Hver skal har sit eget kvantetal. Det kvantetal, der er givet til skallerne, er navngivet som det primære kvantetal. Så er skallen på det laveste energiniveau n = 1.

Alle skaller rummer ikke det samme antal elektroner. Det laveste energiniveau kan højst indeholde 2 elektroner. Det næste energiniveau kan rumme op til 8 elektroner. Der er et mønster af antallet af elektroner, som en skal kan holde. Dette mønster er givet nedenfor.

Hovedkvantumnummer (n)	Maksimalt antal elektroner
n = 1	2
n = 2	8
n = 3	18
n = 4	32
n = 5	32
n = 6	32

Derfor er det maksimale antal elektroner, som enhver skal kan indeholde, 32. Ingen skal kan have mere end 32 elektroner. Højere skaller kan rumme flere elektroner end lavere skal.

Tilstedeværelsen af ​​disse skaller indikerer, at atomets energi er kvantiseret. Med andre ord er der diskrete energiværdier for elektronerne, der er i bevægelsen omkring kernen.

Figur 1: Atomic Shells

Elektronerne i disse skaller kan overføres fra en skal til en anden ved enten at absorbere eller frigive energi. Mængden af ​​energi, der absorberes eller frigives, skal være lig energiforskellen mellem to skaller. Hvis ikke, ville denne overgang ikke finde sted.

Hvad er en underside

En underskal er det område, hvor elektron bevæger sig inden i en skal. Disse er navngivet i henhold til kvantumtalet for vinkelmoment. Der er 4 hovedtyper af underskaller, der kan findes i en skal. De er navngivet som s, p, d, f. Hver delskal består af flere orbitaler. Antallet af orbitaler, der er i subshells, er angivet nedenfor.

Underskal	Antal orbitaler	Maksimalt antal elektroner
s	1	2
s	3	6
d	5	10
f	7	14

Disse underskaller er også arrangeret i henhold til den energi, de er sammensat af. Ved lavere skaller er den stigende rækkefølge af energien i underskaller som s <><>

Figur 02: Former af underskaller

Disse underskaller har en unik 3D -struktur. s underskal er sfærisk. p subshell er håndvægtformet. Disse former er angivet ovenfor.

Hvad er en orbital

Orbital er en matematisk funktion, der beskriver en elektrons bølgelignende adfærd. Med andre ord forklarer udtrykket orbital den nøjagtige bevægelse af en elektron. En underskal består af orbitaler. Antallet af orbitaler, som en underskal har, afhænger af underskallen. Dette betyder, at antallet af orbitaler, der er til stede i en underskal, er en unik egenskab for en underskal.

Underskal	Antal orbitaler
s	1
s	3
d	5
f	10

Imidlertid kan en orbital højst indeholde to elektroner. Disse elektroner er i det samme energiniveau, men forskellige fra hinanden afhængigt af deres spin. De har altid modsatte spins. Når elektroner fyldes i orbitalerne, fyldes de i henhold til Hundens regel. Denne regel indikerer, at hver orbital i en underskal enkeltvis er optaget af elektroner, før en orbital kobles dobbelt.

Figur 3: Former af d Orbitaler

Ovenstående billede viser d orbitalernes former. Da en d -underskal består af 5 orbitaler, viser billedet ovenfor de fem forskellige former af disse orbitaler.

Forskellen mellem Shell Subshell og Orbital

Definition

Skal: Shell er vejen efterfulgt af elektroner omkring et atoms kerne.

Underskal: Subshell er den vej, hvorpå en elektron bevæger sig inden i en skal.

Orbital: Orbital er en matematisk funktion, der beskriver en elektrons bølgelignende adfærd.

Navn på kvantetallet

Skal: En skal får det primære kvantetal.

Underskal: En underskal får kvantetallet angular momentum.

Orbital: En orbital får det magnetiske kvantetal.

Maksimalt antal elektroner

Skal: En skal kan rumme op til maksimalt 32 elektroner.

Underskal: Det maksimale antal elektroner, som en subshell kan holde, afhænger af typen af ​​subshell.

Orbital: Det maksimale antal elektroner, som en orbital kan indeholde, er 2.

Konklusion

Et atom består af elektroner, protoner og neutroner. Protoner og neutroner er i kernen. Elektroner danner en sky omkring kernen. Denne elektronsky har elektroner, der er i konstant bevægelse. Yderligere opdagelser har fundet ud af, at dette ikke kun er en sky. Der er kvantiserede energiniveauer, hvor elektroner bevæger sig langs. De ligner veje for elektroner til at bevæge sig. Udtrykkene skaller, underskaller og orbitaler bruges til at beskrive disse veje. Hovedforskellen mellem shell -subshell og orbital er, at skaller er sammensat af elektroner, der deler det samme hovedkvantantal, og subshells er sammensat af elektroner, der deler det samme vinkelmoment -kvantetal, mens orbitaler er sammensat af elektroner, der er på samme energiniveau, men har forskellige spins.

Referencer:

1. Andrew Rader. "Altid i bevægelse." Grundlæggende om kemi, tilgængelig her. Adgang til 25. august 2017. 2. "GCSE Bitesize: Strukturen af ​​et atom." BBC, BBC, tilgængelig her. Adgang 25. august 2017.

Billede høflighed:

1. "Bohr-atom-PAR" Af JabberWok på den engelske sprog Wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia 2. "D orbitaler" Af CK-12 Foundation-Fil: High School Chemistry.pdf, side 271 (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia