Forskjell mellom Shell Subshell og Orbital

Hovedforskjell - Shell vs Subshell vs Orbital

Atom er den grunnleggende enheten som komponerer materie. Tidligere trodde forskere at atomer ikke kunne deles videre. Men senere oppdagelser avslørte informasjon om subatomære partikler, som indikerte at atomer kunne bli ytterligere delt inn i subatomære partikler. De tre viktigste subatomiske partiklene er elektroner, protoner og nøytroner. Protoner og nøytroner sammen gjør kjernen, som er atomkernens sentrale kjerne. Elektroner er i kontinuerlig bevegelse rundt denne kjernen. Vi kan ikke bestemme nøyaktig plasseringen av et elektron; elektroner beveger seg imidlertid i visse veier. Begrepet shell, subshell og orbital refererer til de mest sannsynlige veier som et elektron kan bevege seg. Hovedforskjellen mellom shell subshell og orbital er det skall er sammensatt av elektroner som deler samme hovedkvantum og subshells er sammensatt av elektroner som deler det samme vinkelmomentet kvantumnummer mens orbitaler er sammensatt av elektroner som er i samme energinivå men har forskjellige spinn.

Nøkkelområder dekket

1. Hva er et Shell
      - Definisjon, struktur og egenskaper
2. Hva er en Subshell
      - Definisjon, struktur og egenskaper
3. Hva er en Orbital
      - Definisjon, struktur og egenskaper
4. Hva er forskjellen mellom Shell Subshell og Orbital
      - Sammenligning av nøkkelforskjeller

Nøkkelbegreper: Atom, Elektroner, Orbital, Kvantum Antall, Shell, Subshell

Hva er et Shell

Et skall er banen fulgt av elektroner rundt et atoms kjernen. Disse kalles også energinivåer, siden disse skallene er arrangert rundt kjernen i henhold til energien som en elektron i det skallet består av. Skallet som har den laveste energien er nærmest kjernen. Det neste energinivået ligger utenfor dette skallet.

For å gjenkjenne disse skallene er de kalt K, L, M, N, etc. Skallet i lavest energinivå er K-skall. Men forskere har kalt disse skallene ved hjelp av kvante tall. Hvert skall har sitt eget kvante nummer. Kvantumet som er oppgitt for skallene, er oppkalt som hovedkvantumnummeret. Da er skallet på lavest energinivå n = 1.

Alle skaller holder ikke det samme antallet elektroner. Det laveste energinivået kan bare holde maksimalt 2 elektroner. Det neste energinivået kan inneholde opptil 8 elektroner. Det er et mønster av antall elektroner som et skall kan holde. Dette mønsteret er gitt nedenfor.

Hovedkvantum nummer (n)	Maks antall elektroner
n = 1	2
n = 2	8
n = 3	18
n = 4	32
n = 5	32
n = 6	32

Derfor er det maksimale antall elektroner som et skall kan holde, 32. Ingen skall kan ha mer enn 32 elektroner. Høyere skall kan holde flere elektroner enn de nederste skallene.

Tilstedeværelsen av disse skallene indikerer at atomets energi er kvantisert. Med andre ord er det diskrete energiværdier for elektronene som befinner seg i bevegelsen rundt kjernen.

Figur 1: Atomskall

Elektronene i disse skallene kan overføres fra ett skall til et annet ved enten å absorbere eller frigjøre energi. Mengden energi som blir absorbert eller frigjort bør være lik energiforskjellen mellom to skall. Hvis ikke, ville denne overgangen ikke forekomme.

Hva er en Subshell

En subshell er området der elektron beveger seg innenfor et skall. Disse er navngitt i henhold til vinkel momentum kvantum nummer. Det finnes 4 hovedtyper av subshells som kan finnes i et skall. De er kalt s, p, d, f. Hver subshell består av flere orbitaler. Antall orbitaler som er i subshells er gitt nedenfor.

subshell	Antall orbitaler	Maks antall elektroner
s	1	2
p	3	6
d	5	10
f	7	14

Disse subshells er også arrangert i henhold til den energien de består av. På lavere skjell er den stigende rekkefølgen av energien til subshells som s

Figur 02: Former av subshells

Disse subshells har en unik 3D-struktur. s subshell er sfærisk. p subshell er dumbbell formet. Disse figurene er gitt ovenfor.

Hva er en Orbital

Orbital er en matematisk funksjon som beskriver den elektroniske bølgelignende oppførelsen. Med andre ord forklarer orbitalet nøyaktig bevegelse av et elektron. En subshell består av orbitaler. Antallet av orbitaler som en subshell har, avhenger av subshell. Dette betyr at antall orbitaler som er til stede i et underhul, er et unikt trekk for en subshell.

subshell	Antall orbitaler
s	1
p	3
d	5
f	10

Imidlertid kan en orbital bare holde maksimalt to elektroner. Disse elektronene er i samme energinivå, men forskjellig fra hverandre i henhold til deres spinn. De har alltid motsatte spinn. Når elektroner fylles i orbitaler, fylles de i henhold til Hundens regel. Denne regelen indikerer at hver orbital i en subshell er enkelt okkupert med elektroner før noen omløp er dobbeltkoblet.

Figur 3: Skjemaer av d Orbitals

Ovennevnte bilde viser formene til d orbitaler. Siden en d-skisse består av 5 orbitaler, viser bildet ovenfor de fem forskjellige figurene av disse orbitalene.

Forskjell mellom Shell Subshell og Orbital

Definisjon

Shell: Shell er banen etterfulgt av elektroner rundt et atoms kjernen.

subshell: Subshell er banen hvor et elektron beveger seg innenfor et skall.

orbital: Orbital er en matematisk funksjon som beskriver den elektroniske bølgelignende oppførelsen.

Navn på kvantum nummer

Shell: Et skall er gitt hovedkvantumnummeret.

subshell: En subshell er gitt vinkel momentum kvantum nummer.

orbital: Et orbital gis det magnetiske kvante nummeret.

Maks antall elektroner

Shell: Et skall kan holde opp til maksimalt 32 elektroner.

subshell: Maksimalt antall elektroner som en delhull kan holde, avhenger av typen underhul.

orbital:  Det maksimale antall elektroner som en bane kan holde er 2.

Konklusjon

Et atom består av elektroner, protoner og nøytroner. Protoner og nøytroner er i kjernen. Elektroner danner en sky rundt kjernen. Denne elektronskyen har elektroner som er i konstant bevegelse. Ytterligere funn har funnet ut at dette ikke bare er en sky. Det er kvantiserte energinivåer der elektroner beveger seg sammen. De ser ut som veier for elektroner å flytte. Begrepene skall, subshells og orbitaler brukes til å beskrive disse veiene. Hovedforskjellen mellom shell subshell og orbital er at skallene er sammensatt av elektroner som deler samme hovedkvantum og subshells er sammensatt av elektroner som deler det samme vinkelmomentetallet mens orbitaler er sammensatt av elektroner som er i samme energinivå, men har forskjellige spinn.

referanser:

1. Andrew Rader. "Alltid i bevegelse." Kjemisk grunnleggende, tilgjengelig her. Tilgang 25. august 2017.
2. "GCSE Bitesize: Strukturen av et atom." BBC, BBC, tilgjengelig her. Tilgang 25. august 2017.

Bilde Courtesy:

1. "Bohr-atom-PAR" Av JabberWok på engelskspråk Wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "D orbitals" Av CK-12 Foundation - Fil: High School Chemistry.pdf, side 271 (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia