Kvanttimekaaninen atomimalli + hybridisaatio

Bohrin atomimalli

Elektronit kiertää atomin ydintä ympyräradoilla

huono kuvaamaan elektronien sijoittumista ytimen ympärille, parempi on Kvanttimekaaninen atomimalli

ottaa huomioon elektronien aalto- ja hiukkasluonteen

elektronit renkaiden sijaan "elektronipilvissä"

Elektronien energia kvantuíttunut eli energia voi saada vain tiettyjä arvoja

Kvanttimekaanisessa atomimallissa elektronit jakautuu energiansa mukaan energiatasoille, jotka ilmaistaan pääkvanttiluvulla N.

Mitä suurempi N on, sitä suurempi on elektronin energia ja sitä kauempana elektroni on ytimestä.

Pääkuori koostuu alakuorista, joilla jokaisella on yksi tai useampi orbitaali eli ytimen ympärillä oleva alue, jossa elektroni todennäköisesti sijaitsee.

Orbitaalin muotoa kuvataan sivukvanttiluvulla l ja suuntautumista magneettisella kvanttiluvulla m.

s-orbitaalilla elektronin liikerata: pallo

p-orbitaali: kahdeksikko

Sivukvanttiluvun avulla voi päätellä, kuinka monta alakuorta pääelektronikuorella on

3:s kuori --> 3 alakuorta (s,p,d)

Magneettinen kvanttiluku m: esim. 2px, 2py, 2pz

Elektronien sijoittuminen: 3 sääntöä

  1. energiaminimiperiaate
  1. Paulin kieltosääntö
  1. Hundin sääntö

Sivukvanttiluvun tulee aina olla pääkvanttilukua pienempi. Esim. 1. pääkvanttiluku= vain s-kuori (=vastaa sivukvanttilukua 0). 2. pääkvanttiluku= s ja p (=vastaa lukuja 0 ja 1).

Saa arvoja sivukvanttiluvun ja sen vastaluvun väliltä, ja siitä voidaan päätellä orbitaalien määrä.

Esim p-orbitaaleja (1-sivukvanttilukua vastaava kirjain) on 1,0,-1, eli 3kpl. D-orbitaaleja on taas 2,1,0,-1,-2 eli 5kpl.

Elektronit sijoittuu orbitaaleille niin, että niiden energia on mahd. pieni, eli ensin täyttyy 1s orbitaali.

Saman energian orbitaalit täyttyy ensin jokaiselle orbitaalille yksi elektroni, joilla on sama spinkvanttiluku, ja sitten toiset elektronit, joiden spinkvanttiluku on vastakkainen.

Millään elektronilla ei voi olla täsmälleen samaa 4 kvanttiluvun yhdistelmää, jonka vuoksi jokaiseen orbitaaliin mahtuu max. 2 eri spinkvanttilukuista elektronia.

image

Hybridisaatio on malli, jonka avulla (etenkin hiilen) yhdisteiden muotoa ja reaktiivisuutta arvioidaan.

Hybridisaatiomallin mukaan atomiorbitaalit hybridisoituvat eli muodostaa keskenään hybridiorbitaaleja. **Kovalenttinen sidos muodostuu hybridisaation jälkeen hybridiorbitaal