Znázornenie výstavbového princípu orbitálov a ich tvaru

Orbitál (iné názvy: orbita, staršie orbit, atómový orbit(ál)/atómová orbita) je priestor, v ktorom sa vyskytuje elektrón v atóme. Podľa súčasných poznatkov možnosť výskytu elektrónu v danom priestore nemožno vypočítať s ľubovoľne vysokou presnosťou. Elektrónový orbitál predstavuje určitý kvantový stav individuálneho elektrónu v elektrónovom oblaku okolo jadra atómu.

Tento pojem nie je možné vysvetliť pomocou klasickej predstavy o štruktúre atómu, kedy okolo atómového jadra obiehajú elektróny podobne ako planéty okolo Slnka. Elektrón ako elementárna častica vykazuje vlastnosti, ktoré zodpovedajú časticiam aj vlneniu. V dôsledku Heisenbergovho princípu neurčitosti nie je možné presne stanoviť polohu elektrónu v atóme v danom časovom okamihu, preto je potrebné na opis použiť pravdepodobnosť. Atómový orbitál je opísaný vlnovou funkciou elektrónu v elektrickom poli kladne nabitého jadra, ktorá je riešením Schrödingerovej rovnice. Orbitál ohraničuje oblasť, kde je najvyššia pravdepodobnosť výskytu daného elektrónu.

Označovanie orbitálovUpraviť

Orbitály sa označujú podľa všeobecného vzorca

X typy

kde X zodpovedá energii orbitálu (hlavné kvantové číslo elektrónu n). Typ orbitálu sa značí malým písmenom a popisuje tvar orbitálu, zodpovedá momentu hybnosti (vedľajšiemu kvantovému číslu l) a y je počet elektrónov v orbitáli-každý orbitál má 2 elektróny, pričom sa tieto elektróny líšia svojim spinom. Orbitál "s" nie je degenerovaný, preto obsahuje 2 elektróny (s2), orbital "p" je 3x degenerovaný, a preto obsahuje 3x2 = 6 elektronov (p6), orbitál "d" je 5x degenerovaný a obsahuje 5x2 = 10 elektrónov (d10) a nakoniec orbitál "f" je 7x degenerovaný a obsahuje 7x2 = 14 elektrónov (f14). Napr. jediný obsadený orbitál atómu hélia v základnom stave sa označuje 1s² – obsahuje 2 elektróny na najnižšej energetickej úrovni (n=1) a ich moment hybnosti je l=0. Hypoteticky existujú i ďalšie typy orbitálov než sú s, p, d, f.

Tabuľka orbitálovUpraviť

Táto tabuľka ukazuje všetky orbitálové konfigurácie pre vodík a vodíku podobné atómy až po 7s.

s (l=0) p (l=1) d (l=2) f (l=3)
m=0 m=0 m=±1 m=0 m=±1 m=±2 m=0 m=±1 m=±2 m=±3
s pz px py dz2 dxz dyz dxy dx2-y2 fz3 fxz2 fyz2 fxyz fz(x2-y2) fx(x2-3y2) fy(3x2-y2)
n=1  
n=2        
n=3                  
n=4                                
n=5                   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
n=6         . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
n=7   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Pozri ajUpraviť