【問題】電子軌域觀念澄清

[damn5 10]

各位不好意思

我又有一些問題想要請各位大大替我澄清一下。

先前發表了一篇高三上的電子軌域http://www.student.tw/db/showthread.php?t=127496

探討原子電子超過4A族是否要提升的問題已經懂了。

可是我看我們老師所編寫的講義

對NH3的鍵結有段是這樣敘述的：

『 其中三個sp3與三個氫原子軌域形成三個西格瑪s-sp3鍵，

另一個空的s-sp3則被一對未共用電子對所佔據，形成一個三角錐形分子』

我的問題是紅體字上面所說的空軌域到底是什麼意思？

我問老師說s-sp3混成軌域中是否含有電子，

我們老師說帶有一個電子。

但是同樣是s-sp3混成軌域

為什麼講義上用空的電子軌域來形容

這樣不就和老師給我的答案有所衝突？

想請各位好手們替我分析一下。

還有一個問題是：

想要得知晶體中原子排列的資訊，使用下列何種光線最適宜？

答案是X射線

我想問說為什麼是X射線

老師說這是跟光的繞射有關

可是繞射不是波長越長，繞射效果越明顯嗎？

那麼選紅外線不是更好的選擇嗎？

上面問的可能有些無俚頭

懇請賜教。

[heinsolid 10]

先回答繞射的好了。波長過長的電磁波是看不到晶格的，晶體對它而言並不存在空隙，可能會反射、吸收，但不會有繞射的效果。要有明顯的繞射現象，波長和晶格必須是差不多的數量級。

[damn5 10]

晶體對它而言並不存在空隙

這句話不太了解= ="

[heinsolid 10]

就像雷達波碰到鐵網會如同碰到牆般反射，而不是從網眼產生繞射。

[damn5 10]

看來大家對我的第一個問題還是有看沒有懂。

其實我的問題就是

就NH3而言

裡面的N電子組態是

↑↓ 1s

↑↓ 2s

↑ 2px

↑ 2py

↑ 2pz

而所謂的4個sp3混成軌域指的是

↑↓ 2s

↑ 2px

↑ 2py

↑ 2pz

粉紅色字體的有四組

還是四個sp3混成軌域就是指下面

↑↓ 2s是一組

↑ 2px是一組

↑ 2py是一組

↑ 2pz是一組

一共有這四組？

[heinsolid 10]

1s ↑↓

sp3a ↑↓

sp3b ↑

sp3b ↑

sp3b ↑

其中sp3a的s成份略高於25%，sp3b的s成份略低於25%。

[psi 10]

1s ↑↓

sp3a ↑↓

sp3b ↑

sp3b ↑

sp3b ↑

其中sp3a的s成份略高於25%，sp3b的s成份略低於25%。

請問一下...牽涉到d 軌域的混成的數學形式如何表達?

像是sp=(根號1/2)s 土 (根號1/2)p

那sp3d和sp3d2還有dsp2呢?我手邊的書只有sp.sp2.sp3而已... 希望你告訴我d軌域的混成方式還有簡單的推導過程,順便告訴我看哪些書有更進階的知識吧~謝謝~

***我身邊的化學資源極度匱乏...目前相關的書只看過Harry B. Gray寫的"chemical structure and bonding"

這本書是民國73年發行的=.="

[damn5 10]

1s ↑↓

sp3a ↑↓

sp3b ↑

sp3b ↑

sp3b ↑

其中sp3a的s成份略高於25%，sp3b的s成份略低於25%。

成份代表什麼東西啊？:^)

沒想到深入探討竟然如此嚇人...

[heinsolid 10]

sp3本來就是1個s加上3個p再分成4個嘛...

spn應該都是(s+p*n)/sqrt(n+1)。

sp3d可以認為是s+p*3+d(z^2)，端看你取的座標軸，但它並不是每個軌域都等性，就不多討論。

sp3d2的話，可以取s+p*3+d(z^2)+d(x^2-y^2)，每個軌域都是(s+p*3+d*2)/sqrt(6)。

dsp2，應該是s+px+py+d(x^2-y^2)，單獨的話是(d+s+p*2)/sqrt(4) = (d+s+p*2)/2

北市賽不可能考這些吧，波函數耶= =。

[psi 10]

Ψsp3d2=√1/6S + √1/2Px + √1/4dx2-y2 - √1/12dz2 ___指向x軸正向

Ψ'sp3d2=√1/6S + √1/2Py - √1/4dx2-y2 - √1/12dz2 ___指向y軸正向

Ψ''sp3d2=√1/6S - √1/2Px + √1/4dx2-y2 - √1/12dz2 ___指向x軸負向

Ψ'''sp3d2=√1/6S - √1/2Py - √1/4dx2-y2 - √1/12dz2 ___指向y軸負向

Ψ''''sp3d2=√1/6S + √1/2Pz + √1/3 dz2 ___指向z軸正向

Ψ'''''sp3d2=√1/6S - √1/2Pz + √1/3 dz2 ___指向z軸負向

這樣對嗎?dz2的係數有沒有錯呢??

***北市賽有備無患阿....如果問答題有考到類似觀念就可以揮灑一翻了~^^.....前提是要先弄懂阿......

[psi 10]

那dsp2是這樣嗎? 指向

Ψdsp2=√1/4S + √1/2Px + √1/4dx2-y2 ___指向x軸正向

Ψ'dsp2=√1/4S + √1/2Py - √1/4dx2-y2 ___指向y軸正向

Ψ''dsp2=√1/4S - √1/2Px + √1/4dx2-y2 ___指向x軸負向

Ψ'''dsp2=√1/4S - √1/2Py - √1/4dx2-y2 ___指向y軸負向

幫我檢查一下....拜託了...

我比較有問題的是sp3d....我推出來的結果d軌域的貢獻不是1/5....

首先我令Ψsp3d和Ψ'sp3d和Ψ''sp3d三個軌域在xy平面上,以Ψsp3d軌域所指的方向為x軸正向而Ψ'''sp3d和Ψ''''sp3d分別指向z軸正向和負向,推出

Ψsp3d=√1/5S + √2/3Px - √2/15dz2 ___指向x軸正向

Ψ'sp3d=√1/5S - √1/6Px + √1/2Py - √2/15dz2

Ψ''sp3d=√1/5S - √1/6Px - √1/2Py - √2/15dz2

Ψ'''sp3d=√1/5S + √1/2Pz + √3/10dz2

Ψ''''sp3d=√1/5S - √1/2Pz + √3/10dz2

是因為我假設S軌域對五個混成軌域的貢獻都相等是錯誤的嗎?

[heinsolid 10]

所以北市賽有考相關的嗎？我對導這些東西沒太大興趣說，覺得這些軌域混成的方程前面，還擺著更多、更重要的觀念。

[psi 10]

沒有=..=

版主指的是哪些重要觀念?

[heinsolid 10]

嗯...舉個例子好了，2px,2py,2pz的磁量子數(ml)分別是多少？

[psi 10]

我查的資料分別是-1,0,1

請問磁量子數有直關的物理意義嗎?還是只能想成波函數數學上的合理解?

[heinsolid 10]

這資料是書上寫的嗎？想問問看d軌域的情形是如何。