Unterschied zwischen Orbitalen und Energieniveaus

Hauptunterschied - Orbitale vs. Energiestufen

Jedes Atom besteht aus einem Kern, der aus Protonen und Neutronen besteht, die von Elektronen umgeben sind. Diese Elektronen bewegen sich kontinuierlich um den Kern. Daher können wir für ein Elektron in einem Atom keinen bestimmten Ort angeben. Anstatt die genaue Position eines Elektrons zu bestimmen, haben Wissenschaftler das Konzept der „Wahrscheinlichkeit“ eingeführt. Mit anderen Worten, der wahrscheinlichste Weg, auf dem sich ein Elektron am wahrscheinlichsten bewegt, wird bestimmt. Dieser Weg wird Orbital genannt. Diese Orbitale sind entsprechend der Energiemenge angeordnet, aus der Elektronen in diesen Orbitalen bestehen. Diese werden als Energieniveaus bezeichnet. Der Hauptunterschied zwischen Orbitalen und Energieniveaus ist das Orbitale zeigen den wahrscheinlichsten Weg eines Elektrons, das sich um den Kern herum bewegt, wohingegen die Energieniveaus die relativen Positionen der Orbitale entsprechend ihrer Energiemenge darstellen.

Wichtige Bereiche

1. Was sind Orbitale?
      - Bildung, Eigenschaften und Anordnung
2. Was sind Energieniveaus?
      - Bildung, Eigenschaften und Anordnung
3. Wie ist die Beziehung zwischen Orbitalen und Energieniveaus?
      - Orbitale und Energieniveaus
4. Was ist der Unterschied zwischen Orbitalen und Energieniveaus?
      - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Atom, d Orbital, Elektron, Energie, Orbitale, Wahrscheinlichkeit, p Orbital, s Orbital

Was sind Orbitale?

Ein Orbital kann als die wahrscheinlichste Region definiert werden, in der sich ein Elektron um den Kern befindet. In der atomaren Ebene ist ein Orbital der genaueste Name für ein Orbital. Das Atomorbital kann in verschiedenen Formen vorliegen, wie Kugelform und Hantelform. Das Orbital zeigt den wahrscheinlichsten Weg eines Elektrons an, das sich um den Atomkern bewegt.

Es gibt verschiedene Arten von Orbitalen, die um den Kern herum gefunden werden können. Nur wenige davon werden im Folgenden beschrieben.

s Orbital

Dies sind kugelförmige Orbitale. Im gleichen Energieniveau haben s-Orbitale die niedrigste Energie. Die maximale Anzahl von Elektronen, die ein Orbital aufnehmen kann, ist zwei. Diese beiden Elektronen sind im entgegengesetzten Spin, so dass die Abstoßung zwischen zwei Elektronen minimiert wird.

p Orbital

Dies sind hantelförmige Orbitale mit einer höheren Energie als das Orbital. Die maximale Anzahl von Elektronen, die ein p-Orbital aufnehmen kann, ist 6. Dies liegt daran, dass ein p-Orbital aus drei als p bezeichneten Suborbitalen besteht_x, p_y und P_z. Jedes dieser Orbitale kann maximal 2 Elektronen aufnehmen.

d Orbital

Diese Orbitale sehen aus wie zwei Hanteln in derselben Ebene. Es ist jedoch eine kompliziertere 3D-Struktur als s- und p-Orbitale. Ein Orbital besteht aus 5 Suborbitalen. Jedes Suborbital kann bis zu 2 Elektronen aufnehmen. Daher ist die maximale Anzahl von Elektronen, die ein D-Orbital aufnehmen kann, 10.

Abbildung 1: Formen von Atomorbitalen

Nach der Theorie des Molekülorbitals wird bei der Überlappung zweier Atomorbitale ein Molekülorbital gebildet. Dieses Molekülorbital zeigt die Bildung einer kovalenten Bindung an. Daher sind Orbitale direkt an der chemischen Bindung beteiligt.

Was sind Energieniveaus?

Die Elektronenschalen, die sich um den Kern befinden, werden als Energieniveaus bezeichnet. Diese Schalen haben diskrete Energiewerte. Elektronen füllen diese Energieniveaus oder Schalen. Diese Energieniveaus werden als K, L, M, N usw. bezeichnet. Das Energieniveau, das die niedrigste Energie aufweist, ist K. Elektronen werden auf diese Energieniveaus gemäß der aufsteigenden Reihenfolge der Energie gefüllt. Mit anderen Worten, die Elektronen werden zuerst auf das niedrigste Energieniveau gefüllt. Auf diese Weise können sich die Atome stabilisieren.

Es gibt eine feste Anzahl von Elektronen, die jedes Energieniveau halten kann. Diese Nummern sind unten angegeben. Diese Anzahl hängt von der Anzahl der Orbitale ab, aus denen jedes Energieniveau besteht.

1^st Energieniveau - 2

2^nd Energieniveau - 8

3^rd Energieniveau - 8

4^th Energieniveau - 8

Dies zeigt an, dass alle anderen Energieniveaus außer 1^st Das Energieniveau kann bis zu 8 Elektronen aufnehmen.

Abbildung 2: Energieniveaus in einem Atom. Das Symbol "n" zeigt den Energiepegel an.

Elektronen können sich zwischen diesen Energieniveaus bewegen, indem sie entweder Energie absorbieren oder abgeben. Wenn einem Atom Energie zugeführt wird, kann ein Elektron mit niedrigerem Energieniveau auf ein höheres Energieniveau verschoben werden. Dieser neue Zustand wird als angeregter Zustand bezeichnet. Dieser angeregte Zustand ist jedoch nicht stabil. Daher kann dieses Elektron durch Freisetzung von Energie auf den Boden zurückkehren. Diese Prozesse werden Elektronenübergänge genannt.

Beziehung zwischen Orbitalen und Energieniveaus

• Die Orbitale eines Atoms sind nach ihren Energien angeordnet. Die Energieniveaus setzen sich daher aus Orbitalen zusammen.

Unterschied zwischen Orbitalen und Energieniveaus

Definition

Orbitale: Ein Orbital ist der wahrscheinlichste Bereich, in dem sich ein Elektron um den Kern befindet.

Energieniveaus: Die Energieniveaus sind die Elektronenschalen, die sich um den Kern befinden.

Benennung

Orbitale: Orbitale werden als s, p, d und f bezeichnet.

Energieniveaus:  Die Energieniveaus werden als K, L, M, N bezeichnet.

Anzahl der Elektronen

Orbitale: Orbitale können entsprechend dem Orbital eine maximale Anzahl von Elektronen enthalten, wie s = 2, p = 6 und d = 10.

Energieniveaus: Das erste Energieniveau besteht aus 2 Elektronen, und alle anderen Energieniveaus können bis zu 8 Elektronen aufnehmen.

Fazit

Orbitale bestehen aus Elektronen. Die Energieniveaus zeigen die Anordnung der Orbitale um ein Atom gemäß der Energie dieser Orbitale. Der Hauptunterschied zwischen Orbitalen und Energieniveaus besteht darin, dass Orbitale den wahrscheinlichsten Weg eines Elektrons zeigen, das sich um den Kern herum bewegt, während Energiepegel die relativen Positionen der Orbitale entsprechend ihrer Energiemenge darstellen.

Bildhöflichkeit:

1. "D-Orbitale" Von T-Benutzer: Sven (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia
2. “Bohr-atom-PAR” von JabberWok in der englischsprachigen Wikipedia (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia