主な相違点 – 軌道とエネルギー準位

すべての原子は、陽子と中性子からなる原子核と、それを取り囲む電子から構成されています。

これらの電子は原子核の周りを絶えず移動しています。

そのため、原子の中の電子の位置を特定することはできません。

そこで科学者たちは、電子の正確な位置を特定する代わりに、”確率 “という概念を導入しました。

つまり、電子が動いている可能性が最も高い経路を決定するのです。

この経路を「軌道」と呼ぶ。

この軌道は、軌道上の電子が構成するエネルギーの大きさに応じて配置されています。

これをエネルギー準位と呼びます。

軌道とエネルギー準位の大きな違いは、軌道が原子核の周りを運動する電子の最も可能性の高い経路を示すのに対し、エネルギー準位は軌道の持つエネルギー量に応じた相対的な位置を示している点です。

オービットとは

軌道とは、原子核の周囲にある電子が最も多く存在する領域と定義することができる。

原子レベルでは、原子軌道と呼ぶのが最も正確な呼び方です。

原子軌道には、球状、ダンベル状など様々な形状があります。

軌道は、原子核の周りを運動する電子の最も可能性の高い経路を示す。

原子核の周囲に存在する軌道には、いくつかの種類があります。

以下に、そのいくつかを紹介する。

s軌道

球状の軌道です。

同じエネルギー準位では、s 軌道が最もエネルギーが低い。

s軌道が保持できる電子の最大数は2個です。

この2つの電子は、2つの電子間の反発を最小にするために、逆スピンになっている。

p軌道

s軌道よりエネルギーの高いダンベル型の軌道で、最大6個の電子を保持できる。

これは、1つのp軌道がpx、py、pzという3つのサブ軌道で構成されているためです。

これらの軌道は、それぞれ最大2個の電子を保持することができる。

d軌道

これらの軌道は、同じ平面上にある2つのダンベルのように見える。

しかし、s軌道やp軌道よりも複雑な立体構造をしている。

1つのd軌道は、5つのサブ軌道から構成されている。

各サブ軌道は最大2個の電子を保持できる。

したがって、1つのd軌道が保持できる電子の最大数は10個です。

図1: 原子軌道の形状

分子軌道説によると、2つの原子軌道が重なると分子軌道が形成される。

この分子軌道は、共有結合が形成されることを意味する。

このように、軌道は化学結合に直接関与している。

エネルギー準位とは

原子核の周囲にある電子の殻をエネルギー準位と呼びます。

これらの殻は離散的なエネルギー値を持っています。

電子はこれらのエネルギー準位または殻を満たします。

これらのエネルギー準位には、K、L、M、N などの名前が付けられています。

最もエネルギーの低いエネルギー準位はKです。

電子はエネルギーの昇順に従って、これらのエネルギー準位に充填されます。

つまり、一番低いエネルギー準位にまず電子を充填する。

そうすることで、原子が安定するのです。

各エネルギー準位が保持できる電子の数は決まっています。

その数は以下の通りです。

この数は、各エネルギー準位が構成する軌道の数に依存する。

第1エネルギー準位 – 2

第2エネルギー準位 – 8

第3エネルギー準位 – 8

第4エネルギー準位 – 8

このことから、第1エネルギー準位以外のエネルギー準位は、最大で8個の電子を保持できることがわかる。

記号 “n “はエネルギー準位を示す。

電子は、エネルギーを吸収したり放出したりすることで、これらのエネルギー準位の間を移動することができる。

原子にエネルギーが与えられると、低いエネルギー準位にある電子は、高いエネルギー準位に移動することができます。

この新しい状態を「励起状態」と呼びます。

しかし、この励起状態は安定ではありません。

そのため、この電子はエネルギーを放出することで基底状態に戻ることがあります。

このような過程を電子遷移と呼びます。

軌道とエネルギーレベルの関係

• 原子の軌道は、そのエネルギーに応じて配置されている。したがって、エネルギー準位は軌道で構成されている。

軌道とエネルギーレベルの違い

定義

軌道。

軌道とは、原子核の周りにある電子が存在する可能性が最も高い領域のこと。

エネルギー準位。

 エネルギー準位とは、原子核の周囲にある電子の殻のこと。

ネーミング

軌道。

軌道の名前は、s, p, d, f とする。

エネルギー準位。

  エネルギー準位の名称は、K、L、M、N。

電子数

軌道。

軌道：S=2、P=6、D=10など、軌道によって最大数の電子を保持できる。

エネルギー準位。

第1エネルギー準位は2個の電子で構成され、それ以外のエネルギー準位は最大8個の電子を保持することができる。

結論

軌道は電子で構成されている。

エネルギー準位は、原子の周りの軌道の配置を、その軌道のエネルギーに従って示したものです。

軌道とエネルギー準位の大きな違いは、軌道が原子核の周りを運動する電子の最も可能性の高い経路を示すのに対し、エネルギー準位は軌道の持つエネルギーの大きさによって相対的な位置を示すことである。