Атомна орбитала ( АО ) е математическа ( вълнова функция ), която описва поведението на един или най-много два електрона в един атом ^[1] . Орбиталата се определя от квантовото състояние на този електрон , тоест от неговите квантови числа . Вълновата функция има различна форма и пространствена насоченост за всеки отделен електронен слой , подслой и клетка и в математическо отношение представлява решение на уравнението на Шрьодингер при зададени стойности на квантовите числа:

• Главно квантово число ( n)  ? отговарящо на номера на слоя, в който се намира електронът
• Орбитално квантово число ( l) ? отговарящо на подслоя, в който се намира електронът
• Магнитно квантово число ( m) ? отговарящо на квантова клетка от подслоя, в която се намира електронът
• Спиново квантово число (s) ? отговарящо на спина , който има електронът, намиращ се в тази квантова клетка.

За всяка различна комбинация от стойности на квантовите числа има различно решение на уравнението. Отделните решения показват разпростирането на вълната на електрона в пространството около ядрото . Най-общо всяка една квантова клетка отговаря на отделна орбитала.

Наименованието ?орбитала“ (вместо орбита ) отразява геометричната представа за онагледяване на стационарните състояния на електрона в атома и по-точно факта, че тези състояния се описват със законите на квантовата механика и се отличават от класическото движение по определена траектория . Съвкупността от атомни орбитали с еднакво главно квантово число n съставя един електронен слой.

Описание [ редактиране | редактиране на кода ]

След решаване на уравнението на Шрьодингер за електрон, намиращ се на определен слой, подслой и квантова клетка като резултат се получава вълнова функция. Но много време след откриването на уравнението много учени и дори самият Шрьодингер не били сигурни какво всъщност означава тази вълнова функция.

С развитието на квантовата механика вече има по ясна представа за това. Атомната орбитала представлява формата на вълната на електрона в това определено състояние. Електроните са частици с ?двойствена природа“. В едни случаи те могат да се разглеждат като частици , а в други ? като вълни (виж Корпускулярно-вълнов дуализъм ). Според квантовата теория всяка елементарна частица (каквато е и електронът) всъщност представлява възбуждане на съответното ? поле. Тоест електронът е възбуждане на електронното поле. Хигс бозонът е възбуждане на полето на Хигс. Тези ?полета“ се смятат за безкрайни и преминаващи през цялата вселена . Тези възбуждания в полетата са под формата на енергийни вълни в поле, аналогично на това как една вълна в океана е възбуждане на самия океан. А тези вълни в електронното поле всъщност представляват материята, която сме свикнали да наричаме електрон. Точно за това електронът не може да се възприема толкова като нещо материално (като много малко топче), а по-скоро като безкрайна вълна от енергия, по-силна на едни места и по-слаба на други. И орбиталата е точно тази вълна в електронното поле, олицетворяваща електрона.

Орбита ≠ орбитаЛА ≠ електронен облак [ редактиране | редактиране на кода ]

Понятието орбитала е понятие от квантовата механика . To обаче не трябва да се смесва c използваното от квантовата теория понятие орбита . Орбитата е реално съществуваща траектория , по която се движи дадена частица или тяло .

Орбиталата е вълнова функция на един електрон с определена енергия намиращ се около ядрото на даден атом. С нейна помощ може да се изчисли разпределението на електронната плътност. Ако се изчисли това разпределение, се намира формата на електронния облак , за даденото състояние на електрона около атома. Електронният облак, а не орбиталата, е частта от пространството, в която е възможно да намерим електрона (като частица). Но формата на АО и на облака са доста сходни като форма и насоченост. И до двете се достига след решаване на уравнението на Шрьодингер.

Геометрично представяне [ редактиране | редактиране на кода ]

Геометричното представяне на атомната орбитала е областта от пространството, ограничена от повърхност с равна плътност на вероятността или електричния заряд . Обикновено плътността на вероятността за намиране на електрона в тази ограничена област варира в диапазона 0,9 ? 0,99.

Тъй като енергията на електрона се определя от кулоновото взаимодействие и зависи от разстоянието до ядрото, главното квантово число n определя размера на орбиталата. Нейната форма и симетрия се определят от орбиталното и магнитното квантови числа l и m : s -орбиталите имат сферична симетрия, p- , d- и f -орбиталите имат по-сложна форма, определяна от ъгловите компоненти на вълновата функция. Линейната им комбинация определя положението на орбиталите спрямо осите на координатната система .

Запълване на орбиталите с електрони [ редактиране | редактиране на кода ]

На всяка орбитала може да се намират не повече от два електрона, различаващи се по стойността на спиновото квантово число s (или по спин ). Това се определя от принципа на Паули . Редът за запълване на орбиталите с електрони с едно значение на главното квантово числа n се определя от правилото на Клечковски , а редът за запълване на орбиталите с електрони в рамките на едно подниво (т.е. орбитали с еднакво главно квантово число n и орбитално квантово число l ) се определя от правилото на Хунд .

Краткият запис на разпределението на електроните в атома по различните нива според тяхното главно и орбитално квантови числа n и l се нарича електронна конфигурация на атома .

Източници [ редактиране | редактиране на кода ]

Тази страница частично или изцяло представлява превод на страницата ?Атомная орбиталь“ в Уикипедия на руски. Оригиналният текст, както и този превод, са защитени от Лиценза ?Криейтив Комънс ? Признание ? Споделяне на споделеното“ , а за съдържание, създадено преди юни 2009 година ? от Лиценза за свободна документация на ГНУ . Прегледайте историята на редакциите на оригиналната страница, както и на преводната страница , за да видите списъка на съавторите. ​ ВАЖНО: Този шаблон се отнася единствено до авторските права върху съдържанието на статията. Добавянето му не отменя изискването да се посочват конкретни източници на твърденията , които да бъдат благонадеждни .​