Orbital

Orbital, in chemistry and physics, a mathematical expression, called a wave function, that describes properties characteristic of no more than two electrons in the vicinity of an atomic nucleus or of a system of nuclei as in a molecule. An orbital often is depicted as a three-dimensional region within which there is a 95 percent probability of finding the electron (see illustration).

electron orbitals in atoms
electron orbitals in atoms

(Left) s orbital; (right) p orbital.

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transition metal: 水素原子の原子軌道
先に述べたように、原子核に付随する電子は、…と呼ばれる空間のさまざまな特定の領域に局在、または集中しています。

Orbitals visualized

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Orbital shape and sizes of different orbital overview.

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原子軌道は通常、軌道に関連する電子の特定の特性を表す数字と文字の組み合わせで指定されています-たとえば1s、2p、3d、4fなどです。 この数字は主量子数と呼ばれ、エネルギー準位や原子核からの相対的な距離を示している。 1s電子は原子核に最も近いエネルギー準位を占め、2p電子は原子核に最も近いエネルギー準位を占めます。 2s電子は結合力が弱く、ほとんどの時間を原子核から離れた場所で過ごします。 s、p、d、fは、軌道の形状を表す。 軌道の形は、電子の角運動量の大きさに起因する(角運動量とは、電子が角運動することによって生じる)。 s軌道は球形で、その中心は原子核にある。 したがって、1s電子はほぼ全面的に原子核に近い球状の領域に閉じ込められ、2s電子はやや大きな球状に限定される。 p軌道は、原子核の反対側にある一対の小葉のような形、あるいは、ややダンベル型の形をしている。 p軌道にある電子は、どちらにも等しい確率で存在する。 他の軌道の形はより複雑である。 s、p、d、fは、もともとスペクトルと原子の電子配置との関係が明らかになる前に、スペクトルをシャープ、プリンシパル、ディフューズ、ファンダメンタルと呼ばれる系列に記述的に分類するために用いられた。

Orbital sublevels and shells explained

軌道の下位レベルとシェルを説明

サブレベルと軌道のシェルについて概説しています。

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第1エネルギー準位にはp軌道は存在しませんが、上位準位のそれぞれに3つずつのセットが存在します。 これらの三重項が互いに直角の3軸上にあるかのように空間的に配向しており、例えば2px, 2py, 2pzのような添え字で区別されることがある。

最初の 2 つの主水準を除くすべてで、5 つの d 軌道のセットがあり、最初の 3 つの主水準を除くすべてで、7 つの f 軌道のセットがあり、すべて複雑な配向をしています。

電子は、その軸を中心に時計回りか反時計回りに回転していると考えることができ、各電子は小さな磁石のようなものである。

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