Що таке атомна орбіталь

Що таке атомна орбіталь

Будь-яка речовина в природі складається з найдрібніших частинок, званих атомами. Їх розміри настільки малі, що по суті ці частинки ще ніхто не бачив, а дані про їх структуру і властивості засновані на численних експериментах з використанням різноманітних складних приладів.

Будова атома

Атом складається з двох основних частин: ядра та електронної оболонки. У свою чергу ядро являє собою комбінацію протонів і нейтронів, які разом носять назву нуклони; електронна оболонка ядра складається тільки з електронів. Ядро має позитивний заряд, оболонка - негативний, а разом вони утворюють електронейтральний атом.


Історія

Як було сказано раніше, атом складається з ядра і рухомих навколо нього електронів. Нерідко, щоб спростити схематичні малюнки атомів, вважають, що електрони обертаються по кругових орбітах, як планети Сонячної системи навколо Сонця. Цю наочну модель запропонував у 1911 році видатний англійський фізик Ернест Резерфорд. Однак експериментально довести її не вдавалося, і від терміну "орбіта" почали поступово відмовлятися. Вже на початку 30-х років ХХ століття було остаточно встановлено, що електрон в атомі взагалі не має певної траєкторії руху. Саме тоді в роботах американського фізика Роберта Маллікена і німецького фізика Макса Борна почав з 'являтися новий термін - орбіталь - співзвучний і близький за змістом орбіті.

Електронна хмара

Електронна хмара - це вся сукупність точок, в яких побував електрон за певний проміжок часу. Та область електронної хмари, в яких електрон з 'являвся частіше, і є орбіталь. Найчастіше, даючи визначення цьому терміну, кажуть, що це те місце атома, де місце розташування електрона найбільш ймовірне. При цьому слово "ймовірно" відіграє тут ключову роль. В принципі, електрон може перебувати в будь-якій частині атома, але ймовірність виявити його де-небудь поза орбіталі вкрай мала, тому прийнято вважати, що орбіталь становить приблизно 90% електронної хмари. Графічно орбіталь зображують у вигляді поверхні, яка окреслює область, де поява електрона найбільш ймовірна. Наприклад, у атома водню орбіталь має сферичну форму.

Типи орбіталів

В даний час вчені визначають п 'ять типів орбіталів: s, p, d, f і g. Їхні форми були вирахувані методами квантової хімії. Орбіталі існують незалежно від того, знаходиться на них електрон чи ні, при цьому атом кожного елемента, відомого в даний час, має повний набір всіх орбіталів. У сучасній хімії орбіталь є одним з визначальних понять, яке дозволяє досліджувати процеси утворення хімічних зв 'язків.