Antwort 1:

Um herauszufinden, wie ein Elektron an einen positiv geladenen Atomkern gebunden werden kann, löst man die Schrödinger-Gleichung für das inverse quadratische Potentialfeld aufgrund der Ladung des Atomkerns. Da nach einem stationären Zustand gesucht wird, ist die zeitunabhängige Schrödinger-Gleichung angemessen. Es gibt viele Lösungen für diese Gleichung, von denen jede als "Zustand" bezeichnet wird. "Umlaufbahn" oder genauer "Umlaufbahn" sind Wörter, die für Zustände für dieses bestimmte physikalische System verwendet werden. Grundsätzlich kann sich ein Elektron in einem beliebigen Zustand / Orbital befinden.

Da die Orbitale Lösungen der zeitunabhängigen Schrödinger-Gleichung sind, ist jedem Orbital eine Gesamtenergie zugeordnet. (Energie und Zeitunabhängigkeit sind voneinander abhängige Bedingungen, da Energie und Zeit „kanonisch konjugiert“ sind.) Niedrigere Energie bedeutet engere Bindung.

Da überschüssige Energie dazu neigt, dissipiert zu werden, nimmt man an, dass jedes hinzugefügte Elektron aus Stabilitätsgründen mit der niedrigsten Energie in das verfügbare Orbital eintaucht. Da Elektronen jedoch dem Pauli-Ausschlussprinzip gehorchen, kann sich ein hinzugefügtes Elektron nicht in ein bereits besetztes Orbital einfügen. Auf diese Weise platzieren sich nacheinander hinzugefügte Elektronen in Orbitale mit immer höherer Energie.

Es zeigt sich, dass die Lösungen der Schrödinger-Gleichung in der Menge der Orbitale sukzessive höherer Energie Gruppen von Orbitalen mit nahezu gleicher Energie und größeren Unterschieden zwischen den Energien einer solchen Gruppe und einer anderen ergeben. Diese Gruppen werden "Muscheln" genannt. Wenn aufeinanderfolgende Elektronen zum System hinzugefügt werden, füllen sie aufgrund der Abfolge ihrer Gesamtenergien nacheinander jede Hülle, bevor sie in die nächste Hülle stoßen. Nacheinander hinzugefügte Elektronen in jeder Schale haben im Vergleich zu einem Elektron, das zu einem Atom mit einer gefüllten Schale hinzugefügt wird, relativ eng beabstandete Energien.

(Im einfachen Fall eines Wasserstoffatoms haben die Orbitale in jeder Hülle genau die gleiche Gesamtenergie. Wenn ein Elektron zu einem Atom hinzugefügt wird, das bereits Elektronen enthält, haben die Orbitale in jeder Hülle nicht mehr genau die gleiche Energie, sondern eine entsprechende Bündelung von Energien treten immer noch auf, daher bleibt das Konzept der Muscheln sinnvoll.)

Die Schalenstruktur bestimmt die chemischen Eigenschaften von Elementen. Die besetzte Hülle mit der höchsten Energie, d. H. Der lockersten Bindung, wird als "Valenzhülle" bezeichnet.

Wenn ein neutrales Atom eines Elements einige Elektronen in Orbitalen in seiner Valenzschale hat, kann es diese Elektronen mit einem relativ geringen Verlust an Bindungsenergie verlieren, verglichen mit dem Verlust von Elektronen aus einer Schale mit niedrigerer Energie. Wenn diese verlorenen Elektronen in Verbindung mit einem benachbarten Atom enger gebunden werden können, werden sie dorthin gelangen. Die resultierenden Atome haben dann die gleiche und entgegengesetzte Ladung. Das kombinierte System der beiden Atome hat dann eine geringere Energie als das alternative System von zwei neutralen, ungebundenen Atomen, während die resultierende elektrostatische Anziehung sie zusammenhält.

In ähnlicher Weise kann ein neutrales Atom mit einer fast vollständigen Valenzhülle zusätzliche Elektronen mit einer relativ geringen Zunahme der Gesamtenergie aufnehmen und die andere Hälfte der oben beschriebenen elektrostatischen Bindung zwischen Atomen bilden.

Das Obige ist das Prinzip der Ionenbindung. Atome mit ungefähr halbgefüllten Valenzschalen neigen dazu, kovalente Bindungen zu bilden, in denen alle Valenzelektronen zwischen den beiden Atomen geteilt werden. Die physikalische Erklärung ist komplizierter, aber der grundlegende Punkt bleibt, dass die Elektronen in Orbitalen in der Valenzschale im Vergleich zu Orbitalen in Schalen mit niedrigerer Energie relativ schwach an ihrem eigenen Atom gebunden sind und an der Bildung von Bindungen mit benachbarten Atomen teilnehmen können .

Und Atome mit all ihren präzise gefüllten Schalen neigen nicht dazu, irgendwelche Bindungen zu bilden. Sie sind inert.


Antwort 2:

Shell - die höchste Art, ein Elektron zu klassifizieren, enthält viele Unterschalen. Beschriftet mit 1, 2, 3, 4, 5 usw.

Subshell - eine Gruppe von Orbitalen mit bestimmten Eigenschaften wie Form und Drehimpuls. Beschriftet mit s, p, d, f, g usw.

Orbital - kann bis zu zwei Elektronen enthalten und hat eine bestimmte Form und Orientierung.

z.B. 2Pz ist das z-ausgerichtete Orbital in der p-Unterschale in der zweiten Schale.


Antwort 3:

Shell - die höchste Art, ein Elektron zu klassifizieren, enthält viele Unterschalen. Beschriftet mit 1, 2, 3, 4, 5 usw.

Subshell - eine Gruppe von Orbitalen mit bestimmten Eigenschaften wie Form und Drehimpuls. Beschriftet mit s, p, d, f, g usw.

Orbital - kann bis zu zwei Elektronen enthalten und hat eine bestimmte Form und Orientierung.

z.B. 2Pz ist das z-ausgerichtete Orbital in der p-Unterschale in der zweiten Schale.


Antwort 4:

Shell - die höchste Art, ein Elektron zu klassifizieren, enthält viele Unterschalen. Beschriftet mit 1, 2, 3, 4, 5 usw.

Subshell - eine Gruppe von Orbitalen mit bestimmten Eigenschaften wie Form und Drehimpuls. Beschriftet mit s, p, d, f, g usw.

Orbital - kann bis zu zwei Elektronen enthalten und hat eine bestimmte Form und Orientierung.

z.B. 2Pz ist das z-ausgerichtete Orbital in der p-Unterschale in der zweiten Schale.


Antwort 5:

Shell - die höchste Art, ein Elektron zu klassifizieren, enthält viele Unterschalen. Beschriftet mit 1, 2, 3, 4, 5 usw.

Subshell - eine Gruppe von Orbitalen mit bestimmten Eigenschaften wie Form und Drehimpuls. Beschriftet mit s, p, d, f, g usw.

Orbital - kann bis zu zwei Elektronen enthalten und hat eine bestimmte Form und Orientierung.

z.B. 2Pz ist das z-ausgerichtete Orbital in der p-Unterschale in der zweiten Schale.