Orbitaler

Det der med orbitaler!

Det hele begynder med atomet!

Dette er det traditionelle billede – med kerne og elektroner i baner omkring. Denne model er over 100 år gammel og på ingen måder tilstrækkelig. Primært pga. en lovmæssighed der hedder usikkerhedsrelationen (ΔsΔ(mv) < h), der kort sagt går ud på, at man ikke kan bestemme en partikels position og hastighed helt nøjagtig samtidig. Hvis man f.eks. vil kende placeringer meget, meget nøjagtig bliver usikkerheden på hastigheden tilsvarende større. Til daglig giver det (overhovedet) ingen problemer, men hvis man blot vil bestemme elektronens position med en usikkerhed der svarer til atomets størrelse – bliver usikkerheden på hastigheden større en den hastighed man kan beregne at elektronen må have! Med andre ord hvos man vil vide hvor elektronen er her og nu – så ved man ikke hvor den er i næste nanosekund! Når man kommer ned på nano-skala (som atomet) bliver elektronerne til en slags ”spøgelser” som der ikke er til at holde styr på. Men normalt er der størst sandsynlighed for at ”mærke” dem (det er jo spøgelser) i den afstand fra kernen som vil normalt kalde ”atomradius”.

Det bedste billede man kan danne et en slags ”tåge” med størst tæthed i en bestemt afstand fra kernen (nogle siger at elektronerne er ”smurt ud”). Tætheden af skyen er dog ikke tilfældig, der er et stramt system med foretrukne områder – disse områder kaldes ”skaller” og ”orbitaler” (baner). Skaller er den overordnede struktur og der findes i princippet uendelig mange skaller, men normalt er kun de første 5 i brug. Skallerne nummereres 1, 2, 3 osv. (K, L, M osv. blev brugt tidligere). Indeni skallerne, findes der orbitaler: s – som der er én af i hver skal, i 1.skal er der kun den ene s-orbital. p – som der er tre af i hver skal fra 2.skal d – som der er fem af i hver skal fra 3.skal den næste kaldes f-orbital og højere er det ikke nødvendig at gå.

I hver orbital kan der være 2 elektroner – og elektronerne placerer sig i orbitalerne efter følgende skema: Orbital Antal Orbitaler n² Antal elektroner 2 n² Skal nr.

n s p d d f

Orbitalernes form

s-orbitalerne er kugleformede, hvilket er en letforståelig struktur. p-orbitalerne har en mere speciel form. En enkel p-orbital ligner en oppustet aflang ballon som er snøret samme på midten – se figur til højre.