Kuantum Mekaniği, Fizik ve Kimya'nın en önemli bölümlerinden biridir. Atomik ve atom altı parçacıkların özelliklerini tanımlar. Yörüngeler ve Alt Düzeyler, genellikle birbirleriyle karıştırılan atomları taşıyan iki elektron parçasıdır. İkisi birkaç benzerlik paylaşsa da, farklı özellikler taşırlar.
Yörüngeler ve Alt Düzeyler
Yörüngeler ve alt seviyeler arasındaki fark, orbitallerin, elektron taşıma olasılığı en yüksek atomların içindeki boşluklar iken, alt seviyelerin elektronlar tarafından taşınan enerji seviyelerinin bölünmesini ifade etmesidir. Bir atomda, bir alt seviye çeşitli orbitallere bölünmüştür.
Yörüngeler, bir atomdaki elektronların en olası konumunu ve davranışını tanımlayan matematiksel fonksiyonlardır. Bir atomun her yörüngesi, elektronun enerjisini, açısal momentumunu ve atomun vektör bileşenini tanımlayan üç kuantum sayısı ile karakterize edilir.
Kuantum Mekaniğinde alt seviyeler enerji seviyeleri olarak tanımlanır. Kimyada, bu enerji seviyeleri atomun elektronları ile ilişkilidir. Ancak fizikte bu enerji seviyeleri aynı zamanda çekirdekle de ilişkilidir. Elektron tutma kapasitesi her alt seviyeye göre değişir.
Yörüngeler ve Alt Seviyeler Arasındaki Karşılaştırma Tablosu
| Karşılaştırma Parametreleri | yörüngeler | alt düzeyler |
| Tanım | Elektronların yerini tanımlayan Matematiksel Fonksiyonlar. | Atom elektronlarının ve çekirdeğin enerji seviyeleri. |
| Bölünme | Bunlar alt düzey türleridir. | Onlar yörünge türleridir. |
| elektron kapasitesi | Bir yörünge iki elektron tutabilir. | Her alt seviyenin kapasitesine göre değişir. |
| Şekil | Simetrik, halter veya karmaşık şekiller. | Şekil olarak tanımlanmamıştır. |
| Amaç | Elektronların yerinin belirlenmesi. | Kimyasal bağların tahmini. |
Yörüngeler nedir?
Yörüngeler, bir atomdaki elektronların en olası konumunu ve davranışını tanımlayan matematiksel fonksiyonlardır. Bir yörünge, elektronun dalga fonksiyonu olarak da bilinir. s, p, d ve f-yörüngesi dahil olmak üzere dört temel yörünge türü vardır. Her yörünge sadece en fazla iki elektron tutabilir.
Bir atomun her yörüngesi, elektronun enerjisini, açısal momentumunu ve atomun vektör bileşenini tanımlayan üç kuantum sayısı ile karakterize edilir. Açısal momentum, elektronun elektron dönüşüdür. Yörüngedeki elektronların bu dönüşü, elektronların dönüş durumları olarak bilinen pozitif veya negatiftir.
Yörüngeler çekirdekten radikal bir şekilde uzaklaştıkça, boyutları her adımda kademeli olarak artar ve bu da daha yüksek enerji seviyelerine neden olur. S-yörüngesi çekirdeğe en küçük ve en yakın yörünge olduğundan elektron taşıma olasılığı en yüksektir. Öte yandan, f-yörüngesi büyüktür ve çekirdekten uzaktadır. Çok yüksek düzeyde enerji taşır.
Yörüngenin şekli ve boyutu da dahil olmak üzere fiziksel özellikleri dalga fonksiyonunun karesine bağlıdır. Çekirdeğe yakın olan yörüngeler nispeten daha kararlıdır. Sonuç olarak, şekiller tanımladılar. S-orbitalleri şekil olarak küresel simetriktir, p-orbitalleri ve d-orbitalleri dambıl şeklindedir ve f-orbitalleri yüksek enerji seviyelerine sahip oldukları için karmaşık dağınık şekillere sahiptir.
Alt düzeyler nelerdir?
Kuantum Mekaniğinde alt seviyeler enerji seviyeleri olarak tanımlanır. Kimyada, bu enerji seviyeleri atomun elektronları ile ilişkilidir. Ancak fizikte bu enerji seviyeleri aynı zamanda çekirdekle de ilişkilidir. Elektron tutma kapasitesi her alt seviyeye göre değişir. Bir atomun alt seviyeleri, elektronları taşıyan çeşitli orbitallere bölünmüştür. Atomların temel olarak dört temel enerji alt düzeyi vardır. Alt seviye arttıkça, mevcut elektronların enerjisi de artar.
Enerji alt seviyesi 1'in sadece bir s-yörüngesi vardır ve bu nedenle sadece iki elektron taşıyabilir. Öte yandan, enerji alt seviyesi 2'nin bir s-yörüngesi ve üç p-orbitali vardır. Bir yörünge sadece 2 elektron taşıyabildiğinden, enerji alt seviyesi 2, 8 elektron tutma kapasitesine sahiptir. Alt seviye 3'e geçerken, enerji seviyeleri ve kapasite önemli ölçüde artar. Alt düzey 3, p-orbitallerinden beş ek d-orbitaline sahiptir. Alt seviye 3, 18 elektron taşıyabilen toplam dokuz yörünge içerir. Benzer şekilde, alt düzey 4, alt düzey 3'ten 7 ek f-orbital içerir. Dolayısıyla, toplam 32 elektron taşıyabilir.
Elektronların tüm atomlardaki dağılımı farklıdır. Bu alt düzeyler, elektronların çekirdek etrafındaki dağılımını belirler ve dolayısıyla atomun diğer elementlerle oluşturabileceği kimyasal bağları tahmin etmemizi sağlar.
Yörüngeler ve Alt Düzeyler Arasındaki Temel Farklılıklar
Çözüm
Elektronların çekirdek etrafındaki dağılımı şüphesiz Kuantum Mekaniğinin en önemli kavramlarından biridir. Alandaki derinliğin temelini oluşturur ve elektronların bir atomun çekirdeği etrafında dönerken nasıl sabit kaldığını incelememizi sağlar. Yörüngeler ve alt düzeyler atomik yapının önemli parçaları olsa da, genellikle birbirleriyle karıştırılırlar. Bunun nedeni, ikisinin birbiriyle olan yakın ilişkisidir.
Elementlerin atomik yapısı, 1915'te Neil Bohr tarafından önerilen Bohr'un atom modeli tarafından inşa edilen temel üzerinde incelenir. Bohr'un modelinde birkaç sınırlama olmasına rağmen, yine de atomun çekirdeğini, enerji seviyelerini açık bir şekilde açıklıyordu. ve elektronların çekirdek etrafında kararlı dönüşü. Tüm elementlerin atomik yapılarını incelemek için Bohr'un modelinden dört varsayım türetilmiştir.
Alt düzeyler, çekirdekten sabit yarıçaplı sınırlar olarak tanımlanırken, içlerinde doğrudan elektron taşımazlar. Alt seviyeler ayrıca elektronları içlerinde taşıyan orbitallere ayrılır. Her alt seviyenin farklı sayıda yörüngesi olduğundan, kapasite, enerji seviyeleri, kararlılık da alt seviyelere göre değişir.
