縮退軌道は、互いに同じレベルのエネルギーを持つ軌道です。それらは、アウフバウの原理、フントの法則、パウリの原理など、さまざまな概念に関連しており、これらはすべて、電子がさまざまな軌道全体に分布する基本的な方法を理解するのに役立ちます.
縮退軌道は、その中の電子と同じエネルギー準位を持つ電子軌道です。電場や磁場などの外的影響によって軌道内の電子が変化することはありません。これはこれらの軌道の縮退によるもので、磁場の適用を妨げます。
縮退軌道:簡単な説明
縮退軌道は、隣接する電子軌道と同じエネルギー レベルを持つ電子軌道です。 Ababa の原理によれば、より低いエネルギー レベルは、より大きなエネルギー レベルの前に、より小さなスペースに押し込まれます。フントの法則によれば、縮退した軌道は、より高いエネルギー準位に詰め込まれる前に、電子と同じ量の空間に詰め込まれます。アウフバウの法則、パウリの自然法則、フントの法則は、電子が特定の時間空間内で軌道に分散する方法を支配する 3 つの原則です。パウリの自然法則は、3 つの法則の中で最もよく知られています。
原子には 4 つの軌道があり、s、p、d、f という文字で表されます。すべての p 軌道 px、py、および pz は、p 軌道自体と同じ量のエネルギーを持っています。その結果、それらは縮退軌道と呼ばれます。すべての軌道は、最初は 1 つの電子で構成され、2 番目の電子は最初の電子と反対のスピンを持っている必要があります。結局のところ、6 個の電子があり、それぞれに 3 つの軌道があります。その結果、p 軌道は完全に満たされます。
フリードリッヒ・フントが述べたように、フントの多重度の法則は、電子が縮退軌道を電子で満たす責任があると述べています。
サブシェルの縮退軌道は、他の軌道が 2 つの電子で満たされる前に、1 つの電子で満たされます。
サブシェル内の各軌道が少なくとも 1 つの電子を含むようにするには、同じ値の量子スピン数を持つサブシェルに電子を追加することが常に必要です。
一般に、フントの多重度の法則では、特定の電子配置では、サブシェル内の各電子がそれぞれ 1 つの電子を持っている場合にのみ、電子対形成が p、d、および f 軌道で発生する可能性があると述べています。炭素原子の電気配置が 1s22s22p2 であるとします。これが事実です。その結果、フントの法則に従って、軌道は 2 つの 2s 電子で占められ、他の軌道はそれぞれ 2 つの電子 (2p) で満たされます。
縮退軌道の例
P軌道には3つの縮退軌道があります。 3つとも同じ量のエネルギーを持っています。すべての軌道には、最初は 1 つの電子のみが割り当てられます。これが最も一般的な構成です。 2 番目の電子は、最初の電子と反対のスピンを持っています。すべての軌道はぎっしり詰まっており、システムには合計 6 個の電子があります。
縮退軌道とその説明
2p サブレベル内のすべての軌道は縮退軌道です。つまり、このサブレベル内のすべての軌道のエネルギーは、以下の図に示すようにまったく同じです。 3px、3py、3pz 軌道もすべて縮退軌道です。 3d エネルギーでは、3dxy、3dxz、3dyz、3dx2 – y2、および 3dz2 は、3d エネルギーでの 3dx2 – y2 および 3dz2 と同様に、同じエネルギーを持つ縮退軌道です。
縮退
縮退は、同じエネルギーを持つさまざまな状態のスペクトル全体を表すために使用される用語です。一部のサークルでは縮退度とも呼ばれます。
p 軌道には 3 段階の縮退があります。
d 軌道には 5 段階の縮退があります。
f 軌道の縮退度は度数で 7 です。
縮退したサブシェル
2p サブレベルを例にとると、縮退軌道が存在します。つまり、図に示されているように、2px、2py、および 2pz 軌道は互いに同じ量のエネルギーを持っています。
2p より高いエネルギーは、3 点 x、3 点 y、および 3 点 z 軌道で縮退を引き起こします。
さらに、より高いエネルギー レベルでは、3dxy、3dxz、3dyz、3dx2 – y2、および 3dz2 は物質の縮退状態です。
縮退の程度、または単に縮退は、同時に存在できる等しいエネルギーの異なる状態の数です。
p 軌道の縮退は 3 であることが知られています。 d 軌道の縮退は 5 です。 f 軌道の縮退は 7 です。
結論
縮退軌道は、互いに同じエネルギーを持つ同じサブシェル内の軌道です。電場や磁場などの外部要素の影響を受けないため、軌道内の電子は、互いに接触していないときは同じエネルギーを持ちます。
