Différence entre les orbitales 4f et 5f

Différence principale - Orbitales 4f vs 5f

Les atomes sont composés d'un noyau constitué de protons et de neutrons, entourés d'électrons. Ces électrons sont en mouvement continu autour du noyau. Par conséquent, nous ne pouvons pas donner un emplacement spécifique pour un électron dans un atome. Au lieu de localiser la position exacte d'un électron, les scientifiques ont introduit le concept de «probabilité». En d'autres termes, la voie la plus probable par laquelle un électron est le plus susceptible de se déplacer est déterminée. Cette voie s'appelle une orbitale. Il existe différents sous-ensembles d'orbitales tels que orbitales, orbitales, orbitales et orbitales. Le nombre d'orbitales dans chaque sous-ensemble est déterminé par le nombre quantique magnétique. Pour les orbitales f, il y a 7 nombres quantiques magnétiques possibles, donc sept orbitales f. Les orbitales 4 f et 5 f constituent le premier et le deuxième ensemble des orbitales f. La principale différence entre les orbitales 4f et 5f est que Les orbitales 4f ont un certain nombre de plans et de noeuds coniques, mais pas de noeuds radiaux, tandis que 5f ont un certain nombre de plans et de noeuds coniques et chaque orbite a un noeud radial..

Zones clés couvertes

1. Que sont les orbitales 4f?
      - Définition, sept orbitales et leurs similarités relatives
2. Que sont les orbitales 5f
     - Définition, sept orbitales et leurs similarités relatives
3. Quelles sont les similitudes entre les orbitales 4f et 5f
     - Aperçu des caractéristiques communes
4. Quelle est la différence entre les orbitales 4f et 5f
     - Comparaison des différences clés

Termes clés: atome, électron, lobes, nombre quantique magnétique, nœuds, noyau, orbital, probabilité, sous-coquille

Que sont les orbitales 4f?

Les orbitales 4f sont les sept orbitales f du 4^th couche d'électrons (niveau d'énergie). Les orbitales 4f constituent le premier sous-ensemble des orbitales f. Cela signifie 1^st, 2^{Dakota du Nord} et 3^rd Les enveloppes d'électrons n'ont pas d'orbitales. Ceci est indiqué ci-dessous dans le tableau des orbitales s, p, d et f.

Shell électronique	Orbitales
1	s
2	s, p
3	s, p, d
4	s, p, d, f
5	s, p, d, f

Un ensemble d'orbitales 4f a quatre formes différentes, chacune ayant un certain nombre de nœuds plans et coniques. Mais les orbitales 4f ne possèdent pas de nœuds radiaux. Les sept orbitales 4f sont nommées en fonction du plan de l’orbite. Ci-dessous sont les sept orbitales 4f.

1. 4f_xyz
2. 4f_z3
3. 4f_{z (x2-y2)}
4. 4f_{y (3 × 2-y2)}
5. 4f_{x (x2-3y2)}
6. 4f_xz2
7. 4f_yz2

Parmi ces orbitales, les deux 4f_xyz et 4f_{z (x2-y2)} les orbitales ont huit lobes. Ils sont liés les uns aux autres par un 45^o rotation autour de l'axe z. Cela signifie qu'ils sont similaires dans d'autres facteurs mais sont différents dans le plan.

Parmi le reste des sept orbitales, 4f_{y (3 × 2-y2)} et 4f_{x (x2-3y2)} les orbitales sont liées les unes aux autres par rotation de 90^o autour de l'axe z. Chaque orbitale a six lobes séparés par trois plans nodaux faisant un angle de 60^o parmi eux. Le 4f_xz2 et 4f_yz2 les orbitales semblent semblables à 4f_{y (3 × 2-y2)} et 4f_{x (x2-3y2)} orbitales mais sont différentes car les trois plans nodaux de six plans ne sont pas séparés de 60^o angles. Ces 4f_xz2 et 4f_yz2 les orbitales ont deux des six lobes «en forme de haricot» sur l’axe z. D'autre part, 4f_xz2 orbitale est une orbitale similaire à celle de 4f_xz2 et 4f_yz2 orbitales, mais les lobes «en forme de haricot» sont dans l’axe des x. Dans 4f_yz2 orbitale, l’orbite en «forme de haricot» est dans l’axe des y.

Que sont les orbitales 5f

Les orbitales 5f sont les sept orbitales f sur les 5^th couche d'électrons (niveau d'énergie). Les orbitales 5f constituent le deuxième sous-ensemble des orbitales f. Ces orbitales sont nommées en fonction des plans des orbitales. Les sept orbitales sont les suivantes.

1. 5f_xyz
2. 5f_z3
3. 5f_{z (x2-y2)}
4. 5f_{y (3 × 2-y2)}
5. 5f_{x (x2-3y2)}
6. 5f_xz2
7. 5f_yz2

Figure 1: Sept orbitales différentes

Un ensemble d'orbitales 5f a quatre formes différentes, chacune comportant un certain nombre de nœuds plans et coniques. Chaque orbitale 5f possède également un nœud radial.

Parmi ces orbitales, les deux 5f_xyz et 5f_{z (x2-y2)} les orbitales ont huit lobes. Ils sont liés les uns aux autres par un 45^o rotation autour de l'axe z. Cela signifie qu'ils sont similaires dans d'autres facteurs mais sont différents dans le plan vers lequel ils sont dirigés.

Parmi le reste des sept orbitales, 5f_{y (3 × 2-y2)} et 5f_{x (x2-3y2)} les orbitales sont liées les unes aux autres par rotation de 90^o autour de l'axe z. Chaque orbitale a six lobes séparés par trois plans nodaux faisant un angle de 60^o parmi eux. Le 5f_xz2 et 5f_yz2 les orbitales semblent semblables à celle de 5f_{y (3 × 2-y2)} et 5f_{x (x2-3y2)} orbitales, mais elles sont différentes car les trois plans nodaux de six plans ne sont pas séparés de 60^o angles. Ces 5f_xz2 et 5f_yz2 les orbitales ont aussi deux des six lobes «en forme de haricot». D'autre part, le 5f_xz2 orbitale est une orbitale similaire à celle de 5f_xz2 et 5f_yz2 orbitales, mais les lobes «en forme de haricot» sont sur l’axe des x. Dans 5f_yz2 orbitale, l’orbite en «forme de haricot» est dans l’axe des y.

Similitudes entre les orbitales 4f et 5f

• Les deux sont des formes orbitales.
• Les deux ont des formes similaires sur les mêmes plans.
• Les deux ont des structures compliquées d'orbites.

Différence entre les orbitales 4f et 5f

Définition

Orbitales 4f: Les orbitales 4f sont les sept orbitales f de la 4ème couche d'électrons (niveau d'énergie).

5f orbitales: Les orbitales 5f sont les sept orbitales f de la 5ème couche d'électrons (niveau d'énergie).

Sous-ensemble

Orbitales 4f: Les orbitales 4f constituent le premier sous-ensemble des orbitales p.

5f orbitales: Les orbitales 5f sont le deuxième sous-ensemble des orbitales f.

Nœuds radiaux

Orbitales 4f: Les orbitales 4f ont un certain nombre de plans et de noeuds coniques, mais pas de noeuds radiaux.

5f orbitales: Les orbitales 5f ont un certain nombre de plans et de noeuds coniques, et chaque orbite 5f possède également un noeud radial.

Taille

Orbitales 4f: Les orbitales 4f sont plus petites que les orbitales 5f.

5f orbitales: Les orbitales 5f sont plus grandes que les orbitales 4f.

Conclusion

Les atomes sont composés de différentes formes d'orbitales dans leur coquille d'électrons: les orbitales s, les orbitales p, les orbitales d et les orbitales f. L’ajout d’une orbitale f commence à partir du 4^th couche d'électrons (niveau d'énergie). La principale différence entre les orbitales 4f et 5f est que les orbitales 4f ont un certain nombre de plans et de noeuds coniques, mais pas de noeuds radiaux, alors que 5f ont un certain nombre de plans et de noeuds coniques et que chaque orbite possède également un noeud radial..

Référence:

1. Mark J Winter. «Orbitales atomiques: 4f (ensemble général).» The Orbitron: une galerie d'orbitales atomiques et d'orbitales moléculaires, 12 juillet 2015, disponible ici.
2. Mark J Winter. «Orbitales atomiques: 5f (ensemble général).» The Orbitron: une galerie d'orbitales atomiques et d'orbitales moléculaires, 12 juillet 2015, disponible ici.

Courtoisie d'image:

1. “F orbitals m” de Geek3 - Travail personnel (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia