Beste svaret
1s orbital:
Banen okkupert av hydrogenelektronen kalles en 1s orbital. «1» representerer det faktum at banen er i energinivået nærmest cellekjernen. «s» forteller deg om banens form. s orbitaler er sfærisk symmetriske rundt kjernen – i hvert tilfelle, som en hul kule laget av ganske klumpete materiale med kjernen i sentrum.
2s bane:
Bane til venstre er en 2s orbital. Dette ligner på en 1s orbital bortsett fra at regionen der det er størst sjanse for å finne elektronet er lenger fra kjernen – dette er en bane på det andre energinivået.
Svar
Ja. Sannsynlighetsfordelingen av et elektron i orbitalene 1s og 2s overlapper hverandre. Begge distribusjonene er kontinuerlige og glatte funksjoner som strekker seg til uendelig avstand fra kjernen. Derfor overlapper de to orbitalene til en viss grad over hele rommet.
Et elektron kan imidlertid også være i en lineær superposisjon på 1s og 2s orbitaler. Den lineære superposisjonen trenger ikke å være ekvivalent med noen av banene alene. Den lineære superposisjonen vil ha sin egen sannsynlighetsfordeling. Man kan kalle en lineær superposisjon av tilstand 1s og 2s for en hybridbane.
Så du kunne ha spurt: Hvis elektronet er tilstede i det overlappende området, ville det blitt betraktet som en hybrid av 1s og 2s? .
Faktisk kan du designe et eksperiment som bare oppdager en hybrid superposisjon. Hver kjemisk binding er merket av den spesifikke orbitalen, ren eller hybrid, som deltar i bindingen.
Hvis elektronet ditt er i en hvilken som helst overstilling av tilstandene 1s og 2s, kan det fremdeles være hvor som helst i rommet. Den kan ikke begrenses til ett område av rommet fordi verken 1s eller 2s orbital er begrenset til noen region i rommet. Elektronet har en endelig sannsynlighet for å være utenfor NOEN region du definerer.
Så spørsmålet ditt er dårlig posert. Et riktig spørsmål ville være: I hvilken lineær overstilling av tilstandene 1s og 2s ville et elektron ha en spesifikk sannsynlighet for å være i en bestemt region?.
Tenk på det i form av et Heisenberg usikkerhetsprinsipp som involverer orbitaler. Orbitaler ligner på momenta. Du kan ikke presist bestemme banen til et elektron samtidig. Hvis du gjør et eksperiment som nøyaktig bestemmer banen til det elektronet, har du gjort posisjonen til det elektron usikker. Omvendt, hvis du bestemmer posisjonen til et elektron nøyaktig, så har du gjort banen til det elektron usikker. Så orbitaler og posisjoner er ubestemmelige.
En kjemisk binding består av et par elektroner i samme banetilstand, men motsatt i spinn. Kjemiske bindinger er også regioner mellom atomer der elektron sannsynligheten er høy. Så det er litt tvetydighet angående hvilken bane de to elektronene i en kovalent binding består av. Så en kjemisk binding kan karakteriseres i form av bane på flere måter som jeg vil kalle mangfold. En kjemisk binding kan involvere en atombane eller en hybridbane.
Dette skillet er veldig viktig i kjemi. Atomiske orbitaler kan hybridisere før de blir en del av en kjemisk binding. Læreren vil først forklare hydrogenatomens orbitaler, som blir ekstrapolert uten forklaring til alle atomer. Deretter vil læreren presentere enkle lover om hvordan disse orbitalene danner kjemiske bindinger. Da vil læreren dekonstruere disse enkle lovene ved å innføre hybridisering. Så begynner studenten i klassen å skrike: ‘NÅ HVA? HYBRIDISERING? ’
Ikke vær den studenten!)