Diferența dintre orbitele 4f și 5f

Principala diferență - 4f vs 5f orbitale

Atomii sunt compuși dintr-un nucleu care este format din protoni și neutroni, care sunt înconjurați de electroni. Acești electroni se află în mișcare continuă în jurul nucleului. Prin urmare, nu putem da o locație specifică unui electron într-un atom. În loc să localizeze poziția exactă a unui electron, oamenii de știință au introdus conceptul de "probabilitate". Cu alte cuvinte, este determinată calea cea mai probabilă pe care un electron este cel mai probabil să o miște. Această cale este numită orbitală. Există diferite subseturi de orbite, cum ar fi orbitale, orbitale, orbitale și orbitale. Numărul orbitalilor din fiecare subset este determinat de numărul cuantic magnetic. Pentru f orbitale există 7 numere magnetice cuantice, deci există șapte f orbitale. 4 f și 5 orbitale sunt primul și cel de-al doilea set în orbitale. Principala diferență între orbitele 4f și 5f este aceea 4f orbitele au un număr de planuri și noduri conice, dar nu există noduri radiale, în timp ce 5f au un număr de planuri și noduri conice și fiecare orbital are un nod radial.

Domenii cheie acoperite

1. Ce sunt orbitele 4f
      - Definiție, șapte orbite și asemănările lor relative
2. Ce sunt orbitele 5f
     - Definiție, șapte orbite și asemănările lor relative
3. Care sunt asemănările dintre orbitele 4f și 5f
     - Schița caracteristicilor comune
4. Care este diferența dintre orbitele 4f și 5f
     - Compararea diferențelor cheie

Termeni cheie: Atom, Electron, Lobi, Numar cuantic magnetic, Noduri, Nucleu, Orbital, Probabilitate, Subsemnatura

Ce sunt orbitele 4f

4f orbitale sunt cele șapte f orbitale ale celor 4^lea electron shell (nivelul de energie). 4b orbitalii sunt primul subset al f orbitalelor. Aceasta înseamnă 1^Sf, 2^nd și 3^rd electronii nu au nici o orbitală. Acest lucru este arătat mai jos în tabelul s, p, d și f orbitale.

Electron Shell	orbitali
1	s
2	s, p
3	s, p, d
4	s, p, d, f
5	s, p, d, f

Un set de orbite 4f are patru forme diferite, fiecare având un număr de noduri plane și conice. Dar orbitele 4f nu posedă noduri radiale. Cele șapte orbite 4f sunt denumite în funcție de planul orbitalului. Mai jos sunt cele șapte 4f orbitale.

1. 4F_xyz
2. 4F_z3
3. 4F_{z (x2-y2)}
4. 4F_{y (3 x 2-y2)}
5. 4F_{x (x2-3y2)}
6. 4F_xz2
7. 4F_yz2

Dintre aceste orbite, ambele 4f_xyz și 4f_{z (x2-y2)} orbitele au opt lobi. Ele sunt legate unul de celalalt de 45 de ani^o rotație în jurul axei z. Aceasta înseamnă că ele sunt similare în alți factori, dar sunt diferite în plan.

Printre restul celor șapte orbite, 4f_{y (3 x 2-y2)} și 4f_{x (x2-3y2)} orbitele sunt legate între ele prin rotirea 90^o în jurul axei z. Fiecare orbital are șase lobi separate de trei planuri nodale având un unghi de 60^o printre ei. 4f_xz2 și 4f_yz2 orbitele par similare cu 4f_{y (3 x 2-y2)} și 4f_{x (x2-3y2)} orbite, dar sunt diferite deoarece cele trei planuri nodale ale a șase avioane nu sunt separate de 60^o unghiuri. Aceste 4f_xz2 și 4f_yz2 orbitele au două din cele șase lobi "în formă de fasole" în axa z. Pe de altă parte, 4f_xz2 orbital este similar orbital cu cel al 4f_xz2 și 4f_yz2 orbite, dar lobii în formă de fasole sunt în axa x. În 4f_yz2 orbital, orbitalul "în formă de fasole" este în axa y.

Ce sunt orbitele 5f

5f orbitale sunt cele șapte f orbitale ale celor 5^lea electron shell (nivelul de energie). 5b orbitalii sunt al doilea subset al orbitalelor. Aceste orbite sunt numite pe baza avioanelor orbitale. Cele șapte orbite sunt după cum urmează.

1. 5F_xyz
2. 5F_z3
3. 5F_{z (x2-y2)}
4. 5F_{y (3 x 2-y2)}
5. 5F_{x (x2-3y2)}
6. 5F_xz2
7. 5F_yz2

Figura 1: Șapte orbite diferite

Un set de orbite 5f are patru forme diferite, fiecare având un număr de noduri plane și conice. Fiecare orbital 5f are, de asemenea, un nod radial, de asemenea.

Dintre aceste orbite, ambele 5f_xyz și 5f_{z (x2-y2)} orbitele au opt lobi. Ele sunt legate unul de celalalt de 45 de ani^o rotație în jurul axei z. Acest lucru înseamnă că ele sunt similare în alți factori, dar sunt diferiți în planul spre care sunt direcționați.

Printre restul celor șapte orbite, 5f_{y (3 x 2-y2)} și 5f_{x (x2-3y2)} orbitele sunt legate între ele prin rotirea 90^o în jurul axei z. Fiecare orbital are șase lobi separate de trei planuri nodale având un unghi de 60^o printre ei. 5f_xz2 și 5f_yz2 orbitele par similare cu cele ale lui 5f_{y (3 x 2-y2)} și 5f_{x (x2-3y2)} orbite, dar acestea sunt diferite, deoarece cele trei planuri nodale ale a șase avioane nu sunt separate de 60^o unghiuri. Aceste 5f_xz2 și 5f_yz2 orbitele au, de asemenea, două din cele șase lobi "în formă de fasole". Pe de altă parte, 5f_xz2 orbital este similar orbital cu cel al 5f_xz2 și 5f_yz2 orbite, dar lobii în formă de "fasole" se află pe axa x. În 5f_yz2 orbital, orbitalul "în formă de fasole" este în axa y.

Asemănări între orbitele 4f și 5f

• Ambele forme sunt orbitale.
• Ambele au forme similare pe aceleași planuri.
• Ambele au structuri complicate de orbitale.

Diferența dintre orbitele 4f și 5f

Definiție

4f orbite: 4f orbitale sunt cele șapte f orbitale ale celui de-al patrulea coajă de electroni (nivelul energiei).

5f orbite: 5f orbitale sunt cele șapte f orbitale ale celui de-al 5-lea coajă electronică (nivelul energiei).

subsetul

4f orbite: 4b orbitalii sunt primul subset al f orbitalelor.

5f orbite: 5b orbitalii sunt al doilea subset al orbitalelor.

Noduri radiale

4f orbite: 4f orbitele au un număr de planuri și noduri conice, dar nu există noduri radiale.

5f orbite: 5f orbitele au un număr de planuri și noduri conice și fiecare orbital 5f posedă și un nod radial.

mărimea

4f orbite: 4f orbitele sunt mai mici decât 5f orbitale.

5f orbite: 5f orbitele sunt mai mari decât orbitele 4f.

Concluzie

Atomii sunt compuși din diferite forme de orbitale în cochilii lor de electroni: orbitale, orbitale, orbitale și orbitale. Adăugarea unui orbital începe de la 4^lea electron shell (nivelul de energie). Principala diferență între orbitele 4f și 5f este că orbitele 4f au un număr de planuri și noduri conice, dar nu există noduri radiale, în timp ce 5f au un număr de planuri și noduri conice și fiecare orbital are un nod radial.

Referinţă:

1. Mark J Winter. "Orbitale atomice: 4f (set general)" Orbitron: o galerie de orbite atomice și orbitale moleculare, 12 iulie 2015, disponibil aici.
2. Mark J Winter. "Orbitale atomice: 5f (set general)" Orbitron: o galerie de orbite atomice și orbitale moleculare, 12 iulie 2015, disponibil aici.

Datorită fotografiei:

1. "F orbitals m" De Geek3 - Muncă proprie (CC BY-SA 3.0) prin Wikimedia Commons