ההבדל העיקרי - 4f מול 5f אורביטלים

האטומים מורכבים מגרעין העשוי מפרוטונים ונויטרונים, המוקפים באלקטרונים. אלקטרונים אלה נמצאים בתנועה רציפה סביב הגרעין. לכן, איננו יכולים לתת מיקום ספציפי לאלקטרון באטום. במקום לאתר את המיקום המדויק של אלקטרון, מדענים הציגו את המושג "הסתברות". במילים אחרות, נקבע המסלול הסביר ביותר שאלקטרון ינוע. מסלול זה נקרא מסלול. ישנן תת -קבוצות שונות של אורביטלים כגון s אורביטלים, אורביטלים p, אורביטלים d ו- orbitals. מספר האורביטלים בכל תת קבוצה נקבע על ידי המספר הקוונטי המגנטי. עבור f אורביטלים, ישנם 7 מספרים קוונטיים מגנטיים אפשריים, ולכן ישנם שבעה f אורביטלים. 4 f ו- 5 f אורביטלים הם המערכה הראשונה והערכה השנייה באורביטלים f. ההבדל העיקרי בין 4f ו- 5f אורביטלים הוא זה באורביטלים של 4f יש מספר מישורים וצמתים חרוטים, אך אין להם צמתים רדיאליים ואילו ל- 5f מספר מישורים וצמתים חרוטים, ולכל מסלול יש צומת רדיאלי אחד.

אזורי מפתח מכוסים

1. מה הם 4f אורביטלים - הגדרה, שבעה אורביטלים ודמיון יחסי שלהם 2. מה הם 5f אורביטלים - הגדרה, שבעה אורביטלים ודמיון יחסי שלהם 3. מה הדמיון בין 4f ו- 5f אורביטלים - מתאר תכונות נפוצות 4. מה ההבדל בין 4f ו- 5f אורביטלים - השוואה בין הבדלים מרכזיים

מונחי מפתח: אטום, אלקטרון, אונות, מספר קוונטי מגנטי, צמתים, גרעין, מסלול, הסתברות, תת קליפה

מה הם 4f אורביטלים

אורביטלים 4f הם שבעת אורביטלים f של 4^ה מעטפת אלקטרונים (רמת אנרגיה). אורביטלים 4f הם קבוצת המשנה הראשונה של f אורביטלים. זה אומר 1^רחוב, 2^nd ו -3^{מחקר ופיתוח} לקליפות האלקטרונים אין f אורביטלים. זה מוצג להלן בטבלה של אורביטלים s, p, d ו- f.

מעטפת אלקטרונים	אורביטלים
1	ש
2	s, p
3	s, p, d
4	s, p, d, f
5	s, p, d, f

לסט של אורביטלים 4f יש ארבע צורות שונות, שלכל אחת מספר צמתים מישוריים וחרוטים. אבל לאורביטלים 4f אין צמתים רדיאליים. שבע אורביטלים 4f נקראים על פי מישור המסלול. להלן שבעת האורביטלים 4f.

1. 4f_xyz
2. 4f_z3
3. 4f_{z (x2-y2)}
4. 4f_{y (3 × 2-y2)}
5. 4f_{x (x2-3y2)}
6. 4f_xz2
7. 4f_yz2

בין אורביטלים אלה, שניהם 4f_xyz ו- 4f_{z (x2-y2)} לאורביטלים יש שמונה אונות. הם קשורים זה לזה ב -45^o סיבוב סביב ציר z. המשמעות היא שהם דומים בגורמים אחרים אך שונים במישור.

בין שאר שבע האורביטלים, 4f_{y (3 × 2-y2)} ו- 4f_{x (x2-3y2)} אורביטלים קשורים זה לזה על ידי סיבוב 90^o סביב ציר z. לכל מסלול יש שש אונות המופרדות על ידי שלושה מישורי גושים בעלי זווית של 60^o ביניהם. 4f_xz2 ו- 4f_yz2 אורביטלים נראים דומים ל- 4f_{y (3 × 2-y2)} ו- 4f_{x (x2-3y2)} אורביטלים אך שונים כיוון ששלושת המטוסים הנודאליים של שישה מטוסים אינם מופרדים על ידי 60^o זוויות. אלה 4f_xz2 ו- 4f_yz2 לאורביטלים יש שתיים מתוך שש האונות "בצורת שעועית" בציר z. מצד שני, 4f_xz2 אורביטל הוא מסלול דומה לזה של 4f_xz2 ו- 4f_yz2 אורביטלים, אך האונות "בצורת שעועית" נמצאות בציר ה- x. בשנת 4f_yz2 מסלול, מסלול "בצורת שעועית" נמצא בציר y.

מה הם 5f אורביטלים

אורביטלים 5f הם שבעת אורביטלים f של 5^ה מעטפת אלקטרונים (רמת אנרגיה). אורביטלים 5f הם קבוצת המשנה השנייה של f אורביטלים. אורביטלים אלה נקראים על סמך מישורי האורביטלים. שבעת האורביטלים הם כדלקמן.

1. 5f_xyz
2. 5f_z3
3. 5f_{z (x2-y2)}
4. 5f_{y (3 × 2-y2)}
5. 5f_{x (x2-3y2)}
6. 5f_xz2
7. 5f_yz2

איור 1: שבעה f אורביטלים שונים

קבוצה של אורביטלים 5f כוללת ארבע צורות שונות, שלכל אחת מספר צמתים מישוריים וחרוטים. לכל מסלול 5f יש גם צומת רדיאלי אחד.

בין אורביטלים אלה, שניהם 5f_xyz ו- 5f_{z (x2-y2)} לאורביטלים יש שמונה אונות. הם קשורים זה לזה ב -45^o סיבוב סביב ציר z. המשמעות היא שהם דומים בגורמים אחרים אך שונים במישור שאליו הם מופנים.

בין שאר שבע האורביטלים, 5f_{y (3 × 2-y2)} ו- 5f_{x (x2-3y2)} אורביטלים קשורים זה לזה על ידי סיבוב 90^o סביב ציר z. לכל מסלול יש שש אונות המופרדות על ידי שלושה מישורי גושים בעלי זווית של 60^o ביניהם. 5f_xz2 ו- 5f_yz2 אורביטלים נראים דומים לזה של 5f_{y (3 × 2-y2)} ו- 5f_{x (x2-3y2)} אורביטלים, אך הם שונים מכיוון ששלושת מטוסי הניוד של שישה מטוסים אינם מופרדים על ידי 60^o זוויות. אלה 5f_xz2 ו- 5f_yz2 לאורביטלים יש גם שתיים מתוך שש האונות "בצורת שעועית". מצד שני, 5f_xz2 אורביטל הוא מסלול דומה לזה של 5f_xz2 ו- 5f_yz2 אורביטלים, אך האונות "בצורת שעועית" נמצאות על ציר ה- x. ב- 5f_yz2 מסלול, מסלול "בצורת שעועית" נמצא בציר y.

קווי דמיון בין 4f ו- 5f אורביטלים

ההבדל בין 4f ו- 5f אורביטלים

הַגדָרָה

4f אורביטלים: אורביטלים 4f הם שבעת אורביטלים f של מעטפת האלקטרונים הרביעית (רמת אנרגיה).

5f אורביטלים: אורביטלים 5f הם שבעת אורביטלים f של מעטפת האלקטרונים החמישית (רמת אנרגיה).

קבוצת משנה

4f אורביטלים: אורביטלים 4f הם קבוצת המשנה הראשונה של f אורביטלים.

5f אורביטלים: אורביטלים 5f הם קבוצת המשנה השנייה של f אורביטלים.

צמתים רדיאליים

4f אורביטלים: באורביטלים 4f יש מספר מישורים וצמתים חרוטים, אך אין להם צמתים רדיאליים.

5f אורביטלים: למסלולי 5f יש מספר מישורים וצמתים חרוטים, ולכל מסלול 5f יש גם צומת רדיאלי.

גודל

4f אורביטלים: אורביטלים 4f קטנים יותר מאשר 5f אורביטלים.

5f אורביטלים: אורביטלים 5f גדולים יותר מאשר 4f אורביטלים.

סיכום

האטומים מורכבים מצורות שונות של אורביטלים בקליפות האלקטרונים שלהם: אורביטלים s, אורביטלים p, d אורביטלים ו- f אורביטלים. הוספת מסלול f מתחילה מה -4^ה מעטפת אלקטרונים (רמת אנרגיה). ההבדל העיקרי בין 4f ו- 5f אורביטלים הוא שבארביטלים של 4f יש מספר מישורים וצמתים חרוטים, אך אין להם צמתים רדיאליים ואילו ל- 5f יש מספר מישורים וצמתים חרוטים, ולכל מסלול יש גם צומת רדיאלי אחד.

התייחסות:

1. מארק ג'יי וינטר. "אורביטלים אטומיים: 4f (סט כללי)." האורביטרון: גלריה של אורביטלים אטומיים ואורביטלים מולקולריים, 12 ביולי 2015, זמין כאן.2. מארק ג'יי וינטר. "אורביטלים אטומיים: 5f (סט כללי)." האורביטרון: גלריה של אורביטלים אטומיים ואורביטלים מולקולריים, 12 ביולי 2015, זמין כאן.

באדיבות התמונה:

1. "F orbitals m" מאת Geek3-יצירה משלו (CC BY-SA 3.0) באמצעות Commons Wikimedia