Orbitální kvantové číslo je důležitým parametrem používaným v atomové fyzice a chemii k popisu elektronové konfigurace atomu. Pomáhá určit distribuci elektronů na orbitaly v atomu a také předpovědět jeho chemické vlastnosti. Chcete-li pochopit, jak určit orbitální kvantové číslo, můžete použít mendeleovu tabulku.
Mendělejevova tabulka poskytuje informace o chemických prvcích, včetně jejich atomových čísel. Atomové číslo označuje počet protonů v jádru atomu, a tedy počet elektronů v atomu, pokud je atom elektricky neutrální. Je důležité si všimnout, že atomové číslo také určuje umístění prvku v periodické tabulce.
Pro stanovení orbitálního kvantového čísla je nutné znát základní pravidla pro vyplňování orbitalů. Podle pravidla "nejmenší energie" vyplňují elektrony orbitaly v pořadí, jak jejich energie stoupá. Orbitaly s nejnižší hodnotou orbitálního kvantového čísla se tak nejprve vyplní a poté orbitaly s většími hodnotami tohoto čísla.
Například u atomu kyslíku (o) s atomovým číslem 8 můžeme orbitální kvantové číslo určit pomocí mendeleevovy tabulky. Kyslík se nachází ve druhém období Mendělejevovy tabulky a má 2 elektrony v prvním energetickém obalu a 6 elektronů ve druhém obalu. To znamená, že druhý energetický obal kyslíku má 4 orbitaly, to znamená, že existují 4 možné hodnoty pro orbitální kvantové číslo: S, p, d A f.
Jak určit orbitální kvantové číslo
Orbitální kvantové číslo (také známé jako hlavní kvantové číslo) určuje energetickou hladinu elektronu v atomu. Je označen písmenem n A může přijímat pouze celočíselné hodnoty od 1.
Chcete-li určit orbitální kvantové číslo pro konkrétní prvek, musíte použít mendeleovu tabulku. V periodické tabulce jsou prvky uspořádány podle rostoucích čísel atomů a elektronické skořápky jsou rozděleny na energetické úrovně.
Chcete-li určit orbitální kvantové číslo pro prvek, najděte jeho číslo atomu v periodické tabulce. Poté určete energetickou hladinu, na které se daný prvek nachází. Energetická hladina je určena hlavním kvantovým číslem. Například prvek s atomovým číslem 4 (beryllium) je na druhé energetické úrovni, takže jeho orbitální kvantové číslo je 2.
Znalost orbitálního kvantového čísla umožňuje určit maximální počet elektronů, které mohou být na dané energetické úrovni. Obecný vzorec pro stanovení maximálního počtu elektronů na dané energetické úrovni se skládá z dvojnásobné hodnoty orbitálního kvantového čísla vynásobeného 2. Takže pro prvek s orbitálním kvantovým číslem rovným 3 bude maximální počet elektronů na této energetické úrovni roven 18 (2 * 3^2 = 18).
Stanovení orbitálního kvantového čísla pro prvky pomocí Mendelejevovy tabulky tak umožňuje získat informace o energetických úrovních a počtu elektronů na nich. Je to užitečná znalost pro studium struktury atomů a chemických vlastností prvků.
Návod k použití Mendelejevovy tabulky
Orbitální kvantové číslo je označeno písmeny S, p, d, f a označuje energetickou hladinu elektronu. Čím větší je hodnota orbitálního kvantového čísla, tím vyšší je energetická úroveň.
Podívejme se na příklad pro definici orbitálního kvantového čísla:
- Vyberte prvek z Mendelejevovy tabulky, který zná atomové číslo. Podívejme se například na prvek kyslík (atomové číslo 8).
- V periodické tabulce vyhledejte skupinu, která vlastní vybranou položku. V případě kyslíku je to skupina 16.
- Určete pozici prvku ve své skupině. Kyslík zaujímá druhou pozici.
- Orbitální kvantové číslo je definováno vzorcem: n = skupina-pozice. Pro kyslík bude orbitální kvantové číslo 16-2 = 14.
Takže pro kyslík je orbitální kvantové číslo 14. Tato informace umožňuje určit energetickou hladinu elektronu v atomu kyslíku.
Mendělejevova tabulka je mocným a univerzálním nástrojem v chemii. Jeho použití umožňuje zjednodušit a urychlit proces určování orbitálního kvantového čísla a dalších chemických vlastností prvků.
Příklady definice orbitálního kvantového čísla
Orbitální kvantové číslo (l) je definováno pomocí periodické tabulky, která zobrazuje různé elektronové konfigurace prvků. Podívejme se na několik příkladů, abychom viděli, jak to funguje:
| Příklad | Prvek | Elektronová konfigurace | Orbitální kvantové číslo (l) |
|---|---|---|---|
| Příklad 1 | Uhlík (C) | 1s 2 2s 2 2p 2 | 0, 1 |
| Příklad 2 | Kyslík (O) | 1s 2 2s 2 2p 4 | 0, 1 |
| Příklad 3 | Vápník (Ca) | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 | 0, 1, 3 |
V příkladu 1 a 2 je vidět, že uhlík a kyslík mají elektronovou konfiguraci, ve které jsou orbitaly s a p vyplněny různými způsoby. Orbitální kvantové číslo je tedy 0 a 1.
V příkladu 3 je vidět, že vápník nemá atomy F-orbitalu v elektronové konfiguraci. Orbitální kvantové číslo je fixováno na 0, 1 a 3.
Mendelejevova tabulka tak poskytuje informace o konfiguracích elektronů v atomech prvků, což umožňuje určit orbitální kvantové číslo.