電子の軌道

質問

電子の軌道と言うものを授業で習ったのですが、結局のところ何を表しているのかわかりません。p,s,d軌道は、どのように決めるのですか？

回答No.5

hand07

方程式などは難しくてわからないと思いますので簡単に・・・

軌道は電子が存在できる場所と考えておけばいいでしょう。
電子を１つ持つ場合は1S軌道に１つ収納されます。
電子が６つだと、1Sに２つ、2Sに２つ、2pに２つ入ります。
軌道によってエネルギーが違うので、入る順番は決まっているのです。

わからないことは先生に聞くといいですよ。

回答No.4

IsakAjimaf

ここで言う軌道とは、古典物理での orbit ではなくて
量子物理の概念を取り入れた orbital ですね。

既に他の回答者の方が述べておられますが、orbital というのは
水素原子におけるシュレーディンガー方程式の解を多原子分子まで
拡張して適用したものです。シュレーディンガー方程式は
微分方程式の一種なので、完全解は２体（つまり原子核と電子１個の
水素原子のみ）でしか計算できません。しかし、電子に最も近い
原子核以外からの影響は比較的小さいので、水素原子における
計算結果に多少のパラメータによる補正で済ませるというやり方を
しています。

数学的な取り扱いの詳細は、ウィキペディアの
「水素原子におけるシュレーディンガー方程式の解」の項を
参照してください。（アドレスが長いので貼りつけは控えます。）

習われたのならご存知でしょうが、ｓ、ｐ、ｄの区別は
方位量子数ｌ＝１、２、３に対応します。
方位量子数が増えるにつれ、電子の存在確率＝ゼロとなる面の数が
増えます。（ｓは０、ｐは１、ｄは２）
また、一般に外部の影響が無ければ主量子数ｎが同じならば
方位量子数が大きいほどエネルギー準位は高くなります。

安定な状態の原子や分子は低いエネルギー準位のオービタルから
電子が入っていくので、パウリの排他原理に基づいて
分子軌道と電子数から電子配置が決定されることになります。

回答No.3

134

スペクトルの特徴から命名されたと聞いています。
ｓは、シャープ(sharpe；鋭い)
ｐは、プリンシパル（principal；主な）
ｄは、デヒューズ（defuse；ぼやけた）
ｆは、ファンダメンタル(fundamental；基本的な）
の頭文字だそうです。

回答No.2

noname#160321

>p,s,d軌道は、どのように決めるのですか…
今のところ「水素類似原子」の軌道、しかも単電子の軌道しか扱えないのです。
つまり、原子核一個に電子一個というわけです。この状態で時間変化のないシュレーディンガー方程式を解きますと、電子が入ることの出来る位置(エネルギー準位に対応)が「決まってしまいます」。
つまり、水素原子の電子の飛び飛びのエネルギーに対応して、どの様な範囲に電子が分布するかが決まります。
これは「決める」のではなく「決まってしまう」のです。
主量子数１の場合1sという状態しかとれません。主量子数２の場合は２ｓ、２ｐｘ、２ｐｖ、２ｐｚという互いに直交した軌道のどれかに入ります。「直交した」というのは数学の内積に似た概念で、2s軌道の函数をΨ2sとしたとき-∞から+∞まで∫Ψ2s*Ψ2sdxdydz=1(規格化と呼ぶ、Ψ2px、Ψ2pｙ、Ψ2pｚでも同じ、Ψ2s*等ははΨ2sの共役函数と呼ばれて規格化で定義される)、2px軌道の函数をΨ2pxとしたとき∫Ψ2s*Ψ2pxdxdydz=0、のように異なる函数間の積分がゼロになること。
主量子数２の函数は四つあってそれ以上無い、主量子数３の場合3s、3p、3dの軌道があり得て3sは１つ、3pは3つ、3dは５つ…。
この様に電子が入ることの出来る函数の分布を表しています。
良い図解があったのですが見つかりません(汗)あったら追加します。
m(_ _)m

参考URL：

http://www.op.titech.ac.jp/lab/Take-Ishi/html/ki/hg/chem02/notes/0718/0718a.html

回答No.1

pasocom

簡単には説明できません。下記サイトが参考になれば・・。
http://www.geocities.jp/amy_chemistry/chemistry5.html