SPDF構成とは何ですか？

s、p、d、fなどは、電子を原子に保持する軌道に付けられた名前です。これらの軌道は、さまざまな形状（ eg 空間内の電子密度分布）とエネルギー（ eg ）を持っています。1sは2sよりも低いエネルギーであり、3sよりも低いエネルギーです。2sはより低いエネルギーです。 2p）。

（画像ソース）

たとえば、

• 1つの電子を持つ水素原子は$ \ ce {1s ^ 1} $として表されます-その中に1つの電子があります1s軌道
• 3つの電子を持つリチウム原子は$ \ ce {1s ^ 2〜2s ^ 1} $
• フッ素には9つの電子があり$ \ ce {1s ^ 2〜2s ^ 2〜2p ^ 5} $

繰り返しますが、左から右に読むと、軌道のエネルギーが増加し、上付き文字は軌道内の電子の数を示しています。詳細については、こちらをご覧ください。

By SPDF構成、彼は軌道構成を意味しました。さて、この概念の基本は非常に基本的な量子化学の定式化からですが、今それを知る必要はないと思います（通常、UGの4年目または工学分野の大学院の1年目で教えられますが、私はよくわかりません純粋な科学分野）。別の観点から考えたいことは何でも。量子数に精通していますか？4つの異なる量子数があります：

1. 主量子数（これ原子にはたくさんの電子があります。これらの電子を区別したい場合は、名前を付ける必要があるか、区別する必要があります。循環状態に住んでいて、都市はそれが持つ半径として名付けられます。セクター1と同様に、平均半径が1単位の都市などです。主量子数によって、実際には、その特定の半径内で電子が高いことがわかる確率を意味します。 n = 1,2,3 …と名付けられています…

2. 軌道角運動量：これはあなたが住んでいる建物のようなものです。今、あなたが非常に小さく、建物が1つしかない都市に住んでいる場合、その都市の各建物を別々に指定する必要はありません。 n = 1の場合と同様に、l = 0（ここではl =軌道角運動量/建物番号）ですが、n = 3の場合、l = 0から（n-1）になります。つまり、セクター3の都市には0という名前の建物が3つあります。 1 & 2.

3. 磁気量子数：これは、その建物の適切な数のようなものです。 m = 0から（+/-）l。だから、あなたが建物番号に住んでいるなら。 3、あなたはapt -3、-2、-1,0,1,2または3のいずれかに住むことができます。

4. スピン量子数：各aptには2つの部屋（部屋Aと部屋B）（これは実際には無制限のHartree-Fockケースです）が、配偶者と一緒に住んでいる場合は、2つの部屋の間の壁を壊して大きな部屋を作ることができます（部屋Aまたは制限付きHartree-Fockケースのみ）

これで、建物名はspdf軌道と言い換えることができます。あなたが建物番号に住んでいる場合。 0は、あなたが軌道上に住んでいることを意味します。同様に
建物番号1 = p軌道
建物番号2 = d軌道
建物番号3 = f軌道
つまり、建物番号0（s軌道）では
部屋の総数= 1apt * 2rooms / apt = 2roomsまたは2電子
建物1（p軌道）では、
電子/部屋の総数= 3apt * 2rooms / apt = 6部屋または6電子

詳細を知りたい場合は、次のように読むことができます。

• Hundのルール
• Pauliの除外原則
• 構造原理

しかし、それらはすべて表面的な理論であり、何が起こっているかを言うことはできますが、理由を言うことはできません。しかし、量子化学法により、2つの部屋がある理由を数学的に理解できます。 / apt、または建物2に5つのaptがある理由など。

まず、新しいことを学びたいというあなたの熱意に感謝しなければなりません。もの（説明が難しくなりますが）私はあなたが理解できる方法で説明するために最善を尽くします。

あなたは次のような電子の充填順序について教えられたかもしれません：2つの電子Kシェル、Lシェルの8つの電子など。ただし、それは特定のレベルまでしか機能しません。

各シェル自体がサブシェルで構成されているのは事実です（スペクトルを含む実験でこれが示されています）。各シェルが持つサブシェルの数は、シェルの数によって異なります（1番目のシェル、2番目のシェル、別名主量子数など）。これらのサブシェルは、s、p、d、またはfと呼ばれます。 sサブシェルは2電子に適合し、pサブシェルは最大6電子に適合し、dサブシェルは最大10電子に適合し、fサブシェルは最大14電子に適合します。最初のシェルにはs軌道しかないため、1sと呼ばれます。 1つまたは2つの電子を持つことができるため、それぞれ$ 1s ^ 1 $および$ 1s ^ 2 $と呼ばれます。それらは、水素とヘリウムのそれぞれの「SPDF」構成でもあります。このように、酸素の電子配置は$ 1s ^ 22s ^ 22p ^ 4 $であると見なします。

もう1つの重要な点は、サブシェルへの電子の充填は実際には低い位置から充填されるということです。高い。 構造原理（ドイツ語で「構築」を意味する）と呼ばれる特別な規則があります。 aufbauの原理を図式的に表したものを次に示します。

この事実は、電子を書く実際の方法です。構成。学校はプライマリークラスに「シェルごとの構成」方法を教えています。それは、それが簡単で、通常、あなたのような天才に出会うことがないからです。これで、「SPDF」構成をよりよく理解できると思います。

そうです。知っておくとよいでしょう。
電子の発見が最大になる場所は軌道と呼ばれます。最初のシェルには、2つの電子を埋めることができる軌道が含まれています。2番目のシェルには、s & p軌道、p軌道は最大6個の電子を持つことができます。3番目のシェルにはSが含まれ、p & d軌道、d軌道には最大10個の電子が含まれます。 s、p、d & f軌道、fは最大14個の電子を持つことができます。
p軌道はダンベル型で、p _{x これはx軸上にあり、p y はy軸上にあり、p z はz軸上にあります。d軌道は二重ダンベル形状です。これには次のようなサブシェルが含まれています。 d xy はx軸とy軸の間にあり、d yz はy軸とz軸の間にあり、d zx はz軸とx軸の間にあり、d x ² -y ² はx軸とy軸にあります&最後にd z ² どのlこれはサブシェルの画像です}

コメント

• " p軌道には最大6個の電子を含めることができます。"これを見るのは痛いです。 p サブシェルは 3つのp軌道で構成され、それぞれが2つの電子を保持できるため、pサブシェルは最大6つまで保持できます。軌道自体が2つ以上の電子を保持することはありません。 （少なくとも、標準の水素原子軌道、または私が遭遇した分子軌道'ではありません。）

二次量子数（L）を参照します：

Sは2つの電子を含む1つの軌道を保持しますPは2×3 =を意味する3つの軌道を保持します6個の電子Dは5つの軌道を保持します2×5 = 10個の電子Fは7個の軌道を保持します2×7 = 14個の電子