पतित कक्षाओं जो लोग एक ही ऊर्जा के स्तर पर कर रहे हैं। इस परिभाषा के अनुसार, उनके पास एक ही मूल क्वांटम संख्या n होना चाहिए। इस प्रकार, 2s और 2p ऑर्बिटल्स पतित होते हैं, क्योंकि वे ऊर्जा स्तर 2 से संबंधित हैं। हालांकि, यह ज्ञात है कि उनके कोणीय और रेडियल तरंग फ़ंक्शन अलग हैं।
N वृद्धि के मूल्यों के रूप में, इलेक्ट्रॉनों अन्य ऊर्जा sublevels पर कब्जा करना शुरू करते हैं, जैसे कि डी और एफ ऑर्बिटल्स। इन कक्षाओं में से प्रत्येक की अपनी विशेषताएं हैं, जो पहली नज़र में उनके कोणीय आकार में देखी जा सकती हैं; ये गोलाकार (ओं), डंबल (पी), क्लोवरलीफ़ (डी) और गोलाकार (एफ) आंकड़े हैं।
स्रोत: गेब्रियल बोलिवर
उनके बीच, एक ऊर्जावान अंतर है, यहां तक कि समान स्तर n से संबंधित है।
उदाहरण के लिए, ऊपर की छवि अप्रभावित इलेक्ट्रॉनों (एक असामान्य मामले) द्वारा कब्जा की गई कक्षाओं के साथ एक ऊर्जा योजना दिखाती है। यह देखा जा सकता है कि सभी सबसे स्थिर (सबसे कम ऊर्जा वाला) ns कक्षीय (1s, 2s,…) है, जबकि nf सबसे अस्थिर है (उच्चतम ऊर्जा वाला)।
एक पृथक परमाणु की परिक्रमा में कमी
एन के समान मूल्य के साथ डीजेनरेट ऑर्बिटल्स, एक ऊर्जा योजना में एक ही पंक्ति में हैं। इस कारण से पी ऑर्बिटल्स का प्रतीक तीन लाल धारियां एक ही रेखा पर स्थित हैं; उसी तरह से बैंगनी और पीले रंग की धारियां करें।
छवि में आरेख हंड के नियम का उल्लंघन करता है: उच्च-ऊर्जा वाले ऑर्बिटल्स इलेक्ट्रॉनों से भरे होते हैं, उन्हें पहली बार कम-ऊर्जा वाले जोड़े में जोड़े बिना। जैसा कि इलेक्ट्रॉनों के दोस्त, ऑर्बिटल ऊर्जा खो देता है, और अन्य ऑर्बिटल्स के अप्रकाशित इलेक्ट्रॉनों पर अधिक से अधिक इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रतिकर्षण का उत्सर्जन करता है।
हालांकि, ऐसे प्रभावों को कई ऊर्जा आरेखों में नहीं माना जाता है। यदि ऐसा है, और हंड के नियम का पालन पूरी तरह से डी ऑर्बिटल्स को भरने के बिना किया जाता है, तो यह देखा जाएगा कि वे पतित होना बंद कर दें।
जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, प्रत्येक कक्षीय की अपनी विशेषताएं हैं। एक अलग परमाणु, जिसके इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन के साथ, उसके इलेक्ट्रॉनों ने उन्हें समायोजित करने के लिए सटीक संख्या में ऑर्बिटल्स की व्यवस्था की है। केवल ऊर्जा में समान लोगों को पतित माना जा सकता है।
ऑर्बिटल्स पी
छवि में पतित पी ऑर्बिटल्स के लिए तीन लाल धारियों से संकेत मिलता है कि पी एक्स, पी और पी जेड दोनों में समान ऊर्जा है। प्रत्येक में एक अप्रकाशित इलेक्ट्रॉन होता है, जिसे चार क्वांटम संख्याओं (n, l, ml, और ms) द्वारा वर्णित किया जाता है, जबकि पहले तीन ऑर्बिटल्स का वर्णन करते हैं।
उनके बीच एकमात्र अंतर चुंबकीय क्षण एमएल द्वारा निरूपित किया जाता है, जो x अक्ष पर p x, y अक्ष पर p y और z अक्ष पर p z का पथ खींचता है। तीनों एक ही हैं, लेकिन केवल उनके स्थानिक झुकाव में भिन्न हैं। इस कारण वे हमेशा ऊर्जा में संरेखित होते हैं, अर्थात् पतित होते हैं।
चूंकि वे समान हैं, एक अलग नाइट्रोजन परमाणु (विन्यास 1s 2 2s 2 2p 3 के साथ) अपने तीन पी ऑर्बिटल्स को कम बनाए रखना चाहिए। हालांकि, ऊर्जा परिदृश्य अचानक बदल जाता है अगर कोई अणु या रासायनिक यौगिक के भीतर एन परमाणु मानता है।
क्यों? क्योंकि हालांकि पी एक्स, पी और पी और पी जेड ऊर्जा में समान हैं, यह उनमें से प्रत्येक में भिन्न हो सकता है यदि उनके पास अलग-अलग रासायनिक वातावरण हैं; यही है, अगर वे अलग-अलग परमाणुओं से बंधते हैं।
ऑर्बिटल्स d
पांच बैंगनी धारियां हैं जो डी ऑर्बिटल्स को दर्शाती हैं। एक पृथक परमाणु में, भले ही उन्होंने इलेक्ट्रॉनों को जोड़ा हो, इन पांचों कक्षाओं को पतित माना जाता है। हालांकि, पी ऑर्बिटल्स के विपरीत, इस बार उनके कोणीय आकार में एक उल्लेखनीय अंतर है।
इसलिए, इसके इलेक्ट्रॉन अंतरिक्ष में दिशाओं की यात्रा करते हैं जो एक कक्षीय से दूसरे में भिन्न होते हैं। यह कारण, क्रिस्टलीय क्षेत्र के सिद्धांत के अनुसार, एक न्यूनतम गड़बड़ी कक्षा के एक ऊर्जावान दोहरीकरण का कारण बनता है; वह है, पाँच बैंगनी धारियाँ अलग, उनके बीच एक ऊर्जा का अंतर छोड़कर:
स्रोत: गेब्रियल बोलिवर
शीर्ष ऑर्बिटल्स क्या हैं और निचले ऑर्बिटल्स क्या हैं? वे ऊपर ई जी के रूप में और टी 2 जी से नीचे का प्रतीक हैं । ध्यान दें कि शुरू में सभी बैंगनी धारियों को कैसे संयोजित किया गया था, और अब दो ई जी ऑर्बिटल्स का एक सेट तीन टी 2 जी ऑर्बिटल्स के अन्य सेट की तुलना में अधिक ऊर्जावान था ।
यह सिद्धांत हमें dd संक्रमणों की व्याख्या करने की अनुमति देता है, जिसमें संक्रमण धातुओं (Cr, Mn, Fe, आदि) के यौगिकों में देखे गए कई रंगों को जिम्मेदार ठहराया गया है। और इस इलेक्ट्रॉनिक गड़बड़ी के कारण क्या है? लिगेंड नामक अन्य अणुओं के साथ धातु केंद्र के समन्वय इंटरैक्शन के लिए।
ऑर्बिटल्स एफ
और एफ ऑर्बिटल्स के साथ, पीले रंग की धारियों को महसूस किया, स्थिति और भी जटिल हो गई। उनके बीच स्थानिक दिशाएं बहुत भिन्न होती हैं, और उनके लिंक का दृश्य बहुत जटिल हो जाता है।
वास्तव में, एफ ऑर्बिटल्स को आंतरिक रूप से इतना छोटा माना जाता है कि वे बॉन्ड गठन में "सराहनीय रूप से भाग नहीं लेते हैं"।
जब एफ ऑर्बिटल्स के साथ पृथक परमाणु अन्य परमाणुओं के साथ खुद को घेर लेता है, तो बातचीत शुरू होती है और सामने आती है (पतन की हानि):
स्रोत: गेब्रियल बोलिवर
ध्यान दें कि अब पीली धारियाँ तीन सेट बनाती हैं: t 1g, t 2g और 1g, और यह कि वे अब पतित नहीं हैं।
पतित हाइब्रिड ऑर्बिटल्स
यह देखा गया है कि ऑर्बिटल्स अध: पतन को प्रकट और खो सकते हैं। हालाँकि, जब यह इलेक्ट्रॉनिक संक्रमणों की व्याख्या करता है, तो यह स्पष्ट करता है कि विभिन्न आणविक ज्यामिति कैसे और क्यों हैं। यह वह जगह है जहाँ संकर कक्षाएँ आती हैं।
इसकी मुख्य विशेषताएं क्या है? कि वे पतित हैं। इस प्रकार, वे एस, पी, डी और एफ ऑर्बिटल्स के पात्रों के मिश्रण से उत्पन्न होते हैं, पतित संकर की उत्पत्ति के लिए।
उदाहरण के लिए, तीन पी ऑर्बिटल्स एक एस के साथ मिलकर चार एसपी 3 ऑर्बिटल्स देते हैं । सभी सपा 3 ऑर्बिटल्स पतित हैं, और इसलिए समान ऊर्जा है।
यदि, इसके अलावा, दो डी ऑर्बिटल्स को चार एसपी 3 के साथ मिलाया जाता है, तो हम छह एसपी 3 डी 2 ऑर्बिटल्स प्राप्त करेंगे ।
और वे आणविक ज्यामिति की व्याख्या कैसे करते हैं? जैसा कि छह हैं, समान ऊर्जा के साथ, उन्हें समान रासायनिक वातावरण उत्पन्न करने के लिए अंतरिक्ष में सममित रूप से उन्मुख होना चाहिए (उदाहरण के लिए, एमएफ 6 परिसर में)।
जब वे करते हैं, तो एक समन्वय ऑक्टाहेड्रॉन बनता है, जो एक केंद्र (एम) के चारों ओर एक ऑक्टाहेड्रल ज्यामिति के बराबर होता है।
हालांकि, ज्यामितीय अक्सर विकृत होते हैं, जिसका अर्थ है कि हाइब्रिड ऑर्बिटल्स वास्तव में पूरी तरह से पतित नहीं हैं। इसलिए, निष्कर्ष के अनुसार, पतित ऑर्बिटल्स केवल पृथक परमाणुओं या अत्यधिक सममित वातावरण में मौजूद हैं।
संदर्भ
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