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Números quânticos e orbitais atômicos em 3D – s, p, d

QuímicaEstrutura atômica e tabela periódicaIdades 15–16

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Usar com minha turma

Escolha os quatro números quânticos n, l, mₗ e mₛ e veja os orbitais s, p e d do átomo de hidrogênio em três dimensões, como superfície-limite de 90% ou como nuvem de probabilidade, com os nós radiais (n − l − 1) e angulares (l) destacados. Um gráfico de distribuição radial r²R², um diagrama de caixas da camada n inteira (2l + 1 orbitais por subnível, 2n² elétrons por camada), uma tabela dos orbitais vistos e três tarefas autocorrigidas completam o modelo.

Aula: Orbitais atômicos, números quânticos, formas dos orbitais s, p e d

O que mostra

Um elétron em um átomo é descrito por quatro números quânticos: o principal n define a camada e o tamanho, l = 0 … n − 1 o subnível e a forma (s, p, d, f), mₗ = −l … +l a orientação e mₛ = ±½ o spin. Um subnível tem 2l + 1 orbitais e uma camada comporta 2n² elétrons. Cada orbital tem n − l − 1 nós radiais (esferas) e l nós angulares (planos ou cones), onde a probabilidade é zero. O modelo é o átomo de hidrogênio; em átomos maiores os orbitais têm formas parecidas, mas outros tamanhos e energias.

Como usar

Escolha n e depois l e mₗ; os valores não permitidos ficam em cinza. Arraste para girar o orbital e compare a Superfície 90% com a Nuvem. Ative Cortar para ver os nós radiais no interior e compare-os com os zeros do gráfico de distribuição radial. Toque em uma caixa do diagrama da camada para ir a esse orbital e depois faça as três tarefas.

Parâmetros que você pode mudar

  • Número quântico principal n 1–4
  • Número quântico secundário l 0–2
  • Número quântico magnético mₗ -2–2
  • Número quântico de spin mₛ +½ (↑), −½ (↓)
  • Representação do orbital Superfície 90%, Nuvem de probabilidade
  • Mostrar nós
  • Cortar a metade da frente

Perguntas para explorar

  1. Quantos nós radiais e angulares tem um orbital 3p, e onde você vê cada tipo?
  2. Por que não existe orbital 2d, e quantos orbitais a camada n = 3 contém?
  3. Como muda a distância mais provável ao núcleo de 1s para 2s e para 3s?

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