Номер 2, страница 10 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Вопросы в начале параграфа. Параграф 3. Периодический закон. Распределение электронов в атомах элементов малых периодов. Глава I. Важнейшие химические понятия и законы - номер 2, страница 10.

Условие.

• Что называют электронной орбиталью?

Решение.

Решение 2.

Что называют электронной орбиталью?

В современной квантовой химии и физике электронной орбиталью (или атомной орбиталью) называют область пространства вокруг ядра атома, в которой вероятность нахождения данного электрона является максимальной. Обычно эту область определяют так, чтобы вероятность нахождения электрона внутри нее составляла 90–95%.

Это понятие коренным образом отличается от «орбиты» в устаревшей планетарной модели атома Нильса Бора. В квантовой механике электрон проявляет свойства не только частицы, но и волны (корпускулярно-волновой дуализм). Согласно принципу неопределенности Гейзенберга, невозможно одновременно точно измерить и положение, и импульс электрона. Поэтому вместо описания четкой траектории его движения используется вероятностный подход. Электрон как бы «размазан» в пространстве, образуя так называемое электронное облако. Орбиталь — это и есть геометрический образ этого облака.

Математически, орбиталь — это пространственное распределение плотности вероятности нахождения электрона, которое описывается квадратом модуля волновой функции $ |\psi|^2 $. Волновая функция $ \psi $ (пси-функция) является решением стационарного уравнения Шрёдингера для электрона в атоме и полностью характеризует его состояние.

Форма, размер и ориентация орбитали в пространстве определяются квантовыми числами:

• Главное квантовое число (n) определяет энергию электрона и размер орбитали (энергетический уровень).
• Орбитальное (азимутальное) квантовое число (l) определяет форму орбитали. В зависимости от значения $l$ различают:
  • s-орбитали ($l=0$): имеют форму сферы.
  • p-орбитали ($l=1$): имеют форму объемной восьмерки или гантели. Их три, и они ориентированы вдоль осей координат ($p_x, p_y, p_z$).
  • d-орбитали ($l=2$) и f-орбитали ($l=3$) имеют более сложные формы.
• Магнитное квантовое число (m_l) определяет ориентацию орбитали в пространстве.

Важно отметить, что согласно принципу Паули, на одной атомной орбитали может находиться не более двух электронов, причём их спины (характеризуемые спиновым квантовым числом $m_s$) должны быть противоположны.

Ответ: Электронная орбиталь — это область пространства вокруг ядра атома, в которой сосредоточена основная часть (более 90%) вероятности нахождения электрона. Это не траектория движения, а математическое описание состояния электрона в атоме, характеризующее форму и энергию его электронного облака.