はじめに
s、p、d、f の 4 種類の軌道があり、それぞれ明確な形をしています。これらの軌道は有機化学で最も一般的であるため、4 つのうち、s および p 軌道が調べられます。 s 軌道は中央に核を持つ球形、p 軌道はダンベル型、d 軌道はクローバーの葉型です。原子の軌道は、異なるシートまたは電子殻に配置されます。
S-軌道
● s 軌道の形は球形で、中央に核があります。
● s 形の軌道は、中央に原子核を持つ球に関連しています。 2-D では、円として表示できます。
● したがって、s 軌道は球形であると言えます。
● その形状により、原子核から等距離にある電子を見つける可能性があります。
● s 軌道のサイズは、主量子数 (n) の値が大きくなるにつれて大きくなります。したがって、4 秒> 3 秒> 2 秒> 1 秒です。
P軌道
● すべての p 軌道には、原子核を通る平面の両側にあるローブと呼ばれる 2 つのセクションがあります。
● 3 つの p 軌道は、形状、サイズ、エネルギーが似ています。しかし、葉の向きが異なります。
● ローブは x、y、z の 3 つの軸のうちの 1 つを横切るため、3 つの軌道は 2px、2py、2pz として選択されます。集合的な垂直軸を持つ 3 つの p 軌道があると言えます。
● s 軌道と同様に、p 軌道のエネルギーとサイズも量子数の増加とともに増加します。つまり、4p> 3p> 2p です。
D-オービタル
● d 軌道の磁気軌道量子数は (-2, -1, 0, 1, 2) で表されます。したがって、5 つの d 軌道があります。
● d 軌道には、dxy、dyz、dxz、dx-y、および dz の位置が与えられます。
● 最初の 4 つの d 軌道の構造は互いに類似していますが、dz2 軌道とは異なります。
● 5 つの d 軌道すべてのエネルギーは類似または同一です。
F-オービタル
● f 軌道には、相関する磁気量子数 m1 (-3、-2、-1、0、1、 2 3) があります。
● 二次量子数 I =3.
● そのため、セリウムの背後にさえある元素の原子価殻の下に深く隠れています。それらは元素セリウムまで基底状態にありません.
● f 軌道には位置と fz が与えられます。
● 各 f 軌道は、多数の節点を持つマルチローブの複雑な形状をしています
電子スピン
電子の3つの特徴的な性質の中で;他は電子の質量と電荷です。電子スピンは、その軸の周りの電子の回転として説明されます。
それは次のように表されます:IIS II =√秒 (さん +1)h
どこで、
● 推定スピンベクトルに相当
● スピンベクトルは s
● スピン量子数はスピン角運動量に関連し、h はプランク定数です。
スピン量子数は次のように決定できます:S =n/2
● 任意の正の整数を n として表すことができます。
● スピンの許容値は 0、1/2、1、3/2、2 などです。
● 電子の一定の角運動量は、量子数 ½ で表されます。
総角運動量 s で表されます:
=√n(n+a)h
=√0.5(0.5 +1)h
=√3/4h¯
どこで、
換算プランク定数は h¯
したがって、h-=h/2𝛑.
スピンの方向
電子は 2 方向にスピンできます
● スピンアップ
● スピンダウン
スピン ダウンとスピン アップの方向は、+z または –z 方向のスピンに伝達されます。これらのスピンは、1/2 に等しいスピン、つまり電子のスピンを持つ分子です。
量子論では、電子は小さな磁気棒であると考えられており、そのスピンは小さな棒の北極を指しています。 2 つの接近する電子が同じスピン方向を持っている場合、それらによって開発された磁場は互いに構築され、強い磁場が実現されます。接近する電子が反対のスピン方向を持っている場合、それらによって開発された磁場は互いに打ち消し合い、磁場は形成されません.
結論
単一の電子を持つ原子またはイオンでは、n の値が同じであるすべての軌道は同じエネルギーを持ち、主殻のエネルギーは n が上昇するにつれて滑らかに上昇します。最低エネルギー軌道に電子を持つ原子またはイオンは基底状態にあると呼ばれ、1 つまたは複数の電子がより高いエネルギー軌道にある原子またはイオンは励起状態にあると呼ばれます。スピンは、電子などの基本単位の特性を決定する量子メカニズムにおいて重要な役割を果たします。粒子のスピンの方向は、スピン量子数、角運動量、自由度などを制御します。
