Hjælp til besvarelse med spørgsmål om orbiatler

Der er en frygtelig masse teori bag orbitaler, men forenklet kan du sige, at

    n er hovedkvantetallet som angiver hvilket energiniveau/hvilken elektronskal man befinder sig i (n ≥ 1).

    l er det angulære kvantetal som angiver 'formen' af orbitalen. Du bør huske, at l = 0 er en s-orbital, l = 1 er en p-orbital, l = 2 er en d-orbital og l = 3 er en f-orbital. Disse orbitaler er vigtigst i praksis, men man kan i princippet fortsætte, så l = 4 er en g-orbital, l = 5 er en h-orbital osv. osv.  (Husk, at l = {n-1,  n-2,  n-3, ... ,0}).

    m_l er det magnetiske kvantetal, som angiver den rummelige udstrækning af orbitalerne. Du bør huske, at m_l = {-l, -l+1, -l+2, ... , 0, ... , l-2, l-1, l}. Et godt eksempel er p-orbitaler. Du ved, at der er tre p-orbitaler pr. elektronskal og disse står vinkelret på hinanden i hver sin retning i et tredimensionelt koordinatsystem, så du har p_x, p_y og p_z. m_l anvendes til at skelne mellem disse tre orbitaler, alt efter hvilken rummelig udstrækning de har, se herunder;

Et eksempel på hvordan du bruger kvantetallene er herunder;

Antag, at vi skal placere én elektron i en orbital, svarende til energiniveauet n = 3. Vi ønsker at undersøge, hvilke orbitaler vi kan placere den i.
Da vi har n = 3, må der gælde, at l = {2, 1, 0}. Disse værdier for l afslører, at der er tre typer af orbitaler i dette energiniveau, nemlig s-orbitalen (l = 0), p-orbitalerne (l = 1) og d-orbitalerne (l = 2).
Nu har vi fundet l, så lad os fortsætte til at finde m_l for hver værdi af l. 

For l = 0 har vi    m_l = 0,   svarende til den ene 5s-orbital der er i energiniveauet (5s orbitalen).

For l = 1 har vi     m_l = {-1, 0, 1},      svarende til de tre 5p-orbitaler i energiniveauet (5p_x, 5p_y, 5p_z).

For l = 2 har vi     m_l = {-2, -1, 0, 1, 2},    svarende til de fem 5d-orbitaler i energiniveauet.

Det ses nu, at vi har mange muligheder for at placere elektronen;  1 s + 3 p + 5 d = 9 orbitaler i energiniveauet, hvor vi kan placere elektronen.

(HUSK dog: Dette er kun et eksempel. Hvis vi skulle placere elektronen, skulle vi gøre det sådan, at vi placerede den i orbitalen med mindst energi, svarende til 5s orbitalen = Aufbau princippet!)

Til dine andre spørgsmål;

En 2s og 3s orbital adskiller sig kun fra hinanden mht. hovedkvantetallet n, svarende til at 3s orbitalen er i et højere energiniveau end 2s orbitalen. De er begge sfærisk symmetriske, så de har samme form og udstrækning (l og m_l) er ens.

Efter stigende energi;

     2s  <  2p  <  5d  <  5f

Forklaringen er, at jo højere hovedkvantetallet n er, jo højere er energiniveauet og således må orbitalens energi også være højere. Der gælder også, at jo højere det angulære kvantetal l er, jo højere er orbitalen også i energi (forklaringen på dette er orbitalernes udstrækning og hvor tæt elektronerne er på kernen, hvilket er favorabelt).

Håber det hjælper :)