II. Bài tập trắc nghiệm
3.6.1.Các Obitan nguyên tử, ý nghĩa, cách biểu diễn.
3. Hệ 1e, 1hạt nhân (nguyên tử H và các ion giống H)
3.6.1.Các Obitan nguyên tử, ý nghĩa, cách biểu diễn.
a. Obitan nguyên tử (A0): là những hàm sóng
) , , (r θ ϕ m n Ψ
mô tả trạng thái chuyển động của e trong nguyên tử.
b. ý nghĩa: ψ2 cho biết mật độ xác suất có mặt e tại một tọa độ nào đó trong không gian nguyên tử.
* Cách phổ biến nhất:1, dùng đồ thị phần góc của các AO để biểu diễn chính các AO đó. Tức là dùng đò thị hàm cầu ) , (θ ϕ m Y
2, Dùng đồ thị hàm mật độ xác suất theo góc: có dạng tơng tự phần góc của các AO nhng khác ở chỗ chỉ tất cả các miền của đồ thị đều mang dấu dơng hoặc bằng không (≥ 0)và cũng dùng để biểu diễn các AO.
* Hình dáng các AO và dấu của nó. AO-s: Dạng hình cầu
Hình 2.5: Hình dạng các AO-1s, AO-2s, AO-3s
Hình 2.6.Hình dạng hàm cầu 2p, và hàm mật độ xác suất
2
2pz
,để biểu diễn các AO-p
AO-p: Dạng hình số 8 nổi (các AO-px, AO-py, AO-pz hớng theo trục x, y, z tơng ứng).
θ π cos 4 3 10 = pz = Y Nếu coi 4π 1 làm đơn vị, ta có: θ cos 3 10 = pz = Y
, khi này hàm mật độ xác suất t- ơng ứng là:
2 ( )2 10 = 3cosθ
Y
Xét sự tạo thành hình ảnh khi khảo sát hàm Y10:
Khi θ = 0 → 900, hình ảnh của hàm này là hình cầu đờng kính 3. Hình cầu này nằm ở phần dơng của trục z.
Khi θ = 900→ 1800, hình ảnh hàm Y10 tơng tự trên, nhng nằm ở phần âm của trục z. Hai hình đó tiếp xúc với nhau tại gốc toạ độ, nh vậy trong mặt phẳng xOy (mặt phẳng vuông góc với trục z) không có điểm biểu diễn của hàm pz; ta nói hàm pz triệt tiêu (bằng 0) trong mặt phẳng xOy. Dùng khái niệm mặt nút đã nêu ở trên,vậy mặt phẳng xOy là mặt phẳng nút hay mặt nút của hàm Y10 hay hàm pz.
Hình 2.7. Hình dạng các AO-2px, AO-2py, AO-2pz, biểu diễn theo hàm mật độ xác suất
Các AO-2px, AO-2py, AO-2pz có hình dáng giống nhau, có năng lợng bằng nhau, nh- ng khác nhau về hớng trong không gian.
Hình 2.8. Hình dạng các AO-d, biểu diễn theo hàm mật độ xác suất
Trong 5 AO-d, 3 AO-dxy, dxz, dyz có hình dạng giống nhau. 3 AO này mỗi AO đều gồm có 4 quả cầu tiếp xúc với nhau ở gốc toạ độ, trong đó cứ hai quả cầu một có tâm nằm trên đờng phân giác của các góc tạo nên bởi hai trục toạ độ đó. Ví dụ, tâm của bốn quả cầu của AO-dxy nằm trên hai đờng phân giác của các góc tạo nên bởi trục x và trục y.
22 y 2 y x d AO− −
cũng gồm có 4 quả cầu tiếp giáp với nhau ở gốc toạ độ, nhng tâm của chúng nằm ngay trên trục x và trục y. Còn
2
z d AO−
gồm có hai quả cầu tiếp giáp với nhau ở gốc toạ độ, có tâm nằm trên trục z và có một vành tròn nằm trên mặt phẳng xy.