A/L இரசாயனவியல் · அலகு 1 · குறு குறிப்பு (1எ)

1 ஓபிற்றல் என்றால் என்ன? — Orbit vs Orbital

நவீன குவாண்டம் இயக்கவியலின்படி, ஓர் அணுவிலுள்ள இலத்திரன் துணிக்கை இயல்பை மட்டுமன்றி அலை இயல்பையும் கொண்டிருக்கின்றது; எனவே இலத்திரன் அணுக்கருவைச் சுற்றி எங்குள்ளது என்பதைத் துல்லியமாக வரையறுக்க முடியாது. இதற்குப் பதிலாக, அணுக்கருவைச் சுற்றியுள்ள முப்பரிமாண வெளியில் இலத்திரனைக் கண்டறிவதற்கான நிகழ்தகவு அதிகபட்சமாக (பொதுவாக 90% க்கும் மேல்) உள்ள பிரதேசமே ஓபிற்றல் என வரையறுக்கப்படுகின்றது. ஓர் ஓபிற்றலின் வடிவம் அவ்விலத்திரனின் கோண உந்தச் சக்திச் சொட்டெண்ணில் (ℓ) முற்றாகத் தங்கியுள்ளது.

2 s ஓபிற்றல் — கோளச் சமச்சீர் வடிவம்

s ஓபிற்றல்கள் கோள வடிவானவை (spherical) — அணுக்கருவிலிருந்து எத்திசையில் சென்றாலும் சம தூரத்தில் இலத்திரனைக் காண்பதற்கான நிகழ்தகவு சமன். s உப-சக்தி மட்டத்திற்கு ℓ=0 என்பதால் mℓ=0 என்ற ஒரேயொரு பெறுமானமே எடுக்கப்படும் — எனவே s உப-மட்டத்தில் ஒரே ஒரு ஓபிற்றல் மாத்திரமே உண்டு, அதிகபட்சம் 2 இலத்திரன்களைக் கொள்ளும். முதன்மைச் சக்திச் சொட்டெண் (n) அதிகரிக்கும்போது (1s < 2s < 3s) ஓபிற்றலின் பருமனும் சக்தியும் அதிகரிக்கின்றன, மேலும் இலத்திரனைக் காண்பதற்கான நிகழ்தகவு பூச்சியமாக உள்ள கணுக்கள் (radial nodes) தோன்றுகின்றன — இவற்றின் எண்ணிக்கை n−1 (1s: 0, 2s: 1, 3s: 2).

3 p, d ஓபிற்றல்கள் — திசைமுகப்படுத்தப்பட்ட வடிவங்கள்

p ஓபிற்றல்கள் (ℓ=1) டம்பெல் வடிவானவை — கருவின் இருபுறமும் இரண்டு மடல்கள், நடுவே ஒரு கணுத் தளம். இவை n≥2 இலிருந்தே ஆரம்பமாகும் (1p கிடையாது). mℓ = −1,0,+1 என்பதால் ஒன்றுக்கொன்று செங்குத்தான px, py, pz எனும் மூன்று சமசக்தி ஓபிற்றல்கள் காணப்படும் — அதிகபட்சம் 6 இலத்திரன்கள்.

d ஓபிற்றல்கள் (ℓ=2) பொதுவாக நான்கு மடல்களைக் கொண்ட சிக்கலான வடிவங்கள்; dz² மட்டும் விதிவிலக்காக டம்பெல்-உடன்-வளையம் வடிவம் கொண்டது. இவை n≥3 இலிருந்தே ஆரம்பமாகும் (3d). mℓ = −2,−1,0,+1,+2 என்பதால் dxy, dyz, dzx, dx²−y², dz² எனும் 5 ஓபிற்றல்கள் — அதிகபட்சம் 10 இலத்திரன்கள்.

4 f ஓபிற்றல்களும் சுருக்க அட்டவணையும்

f ஓபிற்றல்கள் (ℓ=3) மிகக் கூடுதலான மடல்களையும் கணுத் தளங்களையும் கொண்ட மிகவும் சிக்கலான வடிவங்கள் — A/L பாடத்திட்டத்தில் இவற்றின் வடிவங்களை வரைவதற்கு எதிர்பார்க்கப்படுவதில்லை. இவை n≥4 இலிருந்து ஆரம்பமாகும் (4f), 7 வேறுபட்ட ஓபிற்றல்களைக் கொண்டு அதிகபட்சம் 14 இலத்திரன்களைத் தங்கவைக்கும்.