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).

Read More on This Topic

transition metal: Atoombanen van het waterstofatoom

Zoals eerder opgemerkt, zijn de elektronen die met een atoomkern geassocieerd zijn, gelokaliseerd, of geconcentreerd, in verschillende specifieke gebieden van de ruimte die…

Atomaire banen worden gewoonlijk aangeduid met een combinatie van cijfers en letters die staan voor specifieke eigenschappen van de elektronen die bij de banen horen – bijvoorbeeld 1s, 2p, 3d, 4f. De cijfers, die hoofdkwantumgetallen worden genoemd, geven de energieniveaus en de relatieve afstand tot de kern aan. Een 1s elektron bezet het energieniveau het dichtst bij de kern. Een 2s elektron, minder sterk gebonden, brengt het grootste deel van zijn tijd verder weg van de kern door. De letters s, p, d, en f geven de vorm van de baan aan. (De vorm is een gevolg van de grootte van het impulsmoment van het elektron, resulterend uit zijn hoekbeweging). Een s-baan is bolvormig met het middelpunt in de kern. Een 1s elektron is dus bijna geheel beperkt tot een bolvormig gebied dicht bij de kern; een 2s elektron is beperkt tot een iets grotere bol. Een p-baan heeft bij benadering de vorm van een paar lobben aan weerszijden van de kern, of een beetje de vorm van een halter. Een elektron in een p-baan heeft evenveel kans om in beide helften te zitten. De vormen van de andere orbitalen zijn ingewikkelder. De letters s, p, d, f werden oorspronkelijk gebruikt om spectra beschrijvend in te delen in series genaamd scherp, hoofd, diffuus en fundamenteel, voordat het verband tussen spectra en atomaire elektronenconfiguratie bekend was.

In het eerste energieniveau bestaan geen p-banen, maar in elk van de hogere niveaus wel een set van drie. Deze tripletten zijn in de ruimte georiënteerd alsof zij op drie loodrecht op elkaar staande assen liggen en kunnen worden onderscheiden door subscripts, bijvoorbeeld 2px, 2py, 2pz. In alle hoofdniveaus, behalve de eerste twee, zijn er vijf d-banen en in alle hoofdniveaus, behalve de eerste drie, zeven f-banen, alle met ingewikkelde oriëntaties.

Er kunnen slechts twee elektronen, vanwege hun spin, geassocieerd zijn met elke orbitaal. Een elektron kan worden beschouwd als een elektron dat ofwel met de klok mee ofwel tegen de klok in om zijn as draait, waardoor elk elektron een kleine magneet is. Elektronen in volledige banen zijn gepaard met tegengestelde spins of tegengestelde magnetische polariteiten.