• ベストアンサー

電子の軌道のイメージ

全くの素人です。量子力学とか、そういった知識のまるでない者です。 原子は原子核と電子群からなっていて、電子は電子殻の中で動いているとか・・・ ウィキペディアで電子の軌道(p軌道、d軌道、f軌道)を調べたら図があったんですがp軌道に関しては x2 + y2 = r2 の円運動 x2 + z2 = r2 の円運動 y2 + z2 = r2 の円運動   と、解釈していいんでしょうか? また、d軌道に関しては図だと全然イメージわかないので、どこか動画かなにかで教えてるサイトとかあったら教えてください。よろしくお願いします。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • First_Noel
  • ベストアンサー率31% (508/1597)
回答No.2

s,p,d・・・の所以は「方位量子数」であることはご存知でしょうか. 方位量子数の違いによる電子軌道の解釈には,次のようなものがあります. ・古典的解釈  s軌道は半径1の円軌道とします.  p軌道は長半径2,短半径1の楕円軌道,  d軌道は長半径3,短半径1の楕円軌道・・・  と言うような感じです.上の数値はあくまでイメージですので深い意味はありません.  (本当は,長半径は主量子数を表しますが,ここでは軌道の形状のみの説明に留めます.) ・量子論的解釈  方位量子数は,量子論的に確率的に記述される電子の波動関数が,  何個「節」を持つか,を表しています.  s軌道では方位量子数が0なので節が0個,故に電子の存在確率を  表す電子雲(波動関数を二乗して実部を取る)は球となりますが,  p軌道では瓜が2つくっついたような形になります.  水素原子のような簡単なモデルの場合,電子の波動関数は主量子数や方位量子数を用いて,  「球面調和関数」で表現されます. 「・・・」は適宜ご検索下さい.

その他の回答 (1)

  • tetsumyi
  • ベストアンサー率26% (1858/7097)
回答No.1

円運動をしている訳ではありません。 電子は原子核の周囲にぼんやりと雲のように広がりをもって存在していると考えてください。 円運動のような回転ではありませんし、原子の中で電子がある瞬間にどこにいるか調べることはできません。 http://www.tg.rim.or.jp/~kanai/benesse/chemqa09.htm

関連するQ&A

  • d電子の電子軌道

    d電子の電子軌道には,「xy軌道」,「yz軌道」,「zx軌道」,「x2-y2軌道」,「z2軌道」の5つの配位が知られています.ところが,しばしば「z2軌道」のことを「3z2-r2軌道」と表記する場合があります.この「z2」と「3z2-r2」の違いは何でしょう?図で見ると二つとも同じ電子軌道を表しているように見えます.それとも,この「3z2-r2」は別の意味を含んだりすているんでしょうか?

  • 電子軌道と電子殻 電子殻とボーアの量子条件

    電子は電子同士が衝突する事は無いのは、パウリの排他原理より量子軌道は1個の電子しか存在できないからと教わったのですが、L殻以降には1つの殻に電子が2個以上存在しています。これは同じエネルギー準位にいるという事ではないのですか?もし同じ殻の上でもs軌道やp軌道で軌道が異なるので排他律には反していないという事になるのでしょうか。それでも殻の上に8の字の軌道を描くとはどういう事でしょうか。原子核の周りに電子雲が存在する確率があるというのは理解できるのですが、『殻』という物がどういう概念なのか、それがどこで出来て、どのような性質があるのかが理解できません。 またボーアの量子条件2πr=nλを満たすようにして、原子核の周りを電子の軌道が定常波を描くように存在しますが、このnというのは殻ですか?それともsやp軌道に対応する物ですか。n=1.n=2...と原子核から離れた円周が続いていきますが、それが何を表しているのか分かりません。例えばn=1の軌道上の電子を基底状態といいますが、これはK殻に存在しているという事になるのでしょうか。 誤解している事も多そうですが、どなたか教えてもらえないでしょうか

  • 電子軌道について

    次のURLはWikipediaの一重項酸素についてのページです http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%80%E9%87%8D%E9%A0%85%E9%85%B8%E7%B4%A0 このページには電子軌道の図が2つあります。 2p軌道が重なった場合ですが、右上のカラーの図ではπy, πzとそのスターが描かれています。 しかし、中央の図ではπx, πyとなっています。 このx,y,zの違いですが、ただの記号のようなものでどちらでもよく、π軌道とそのスターが2つずつあると言うことを表しているのでしょうか? また、なぜπ結合の軌道が2つあるのでしょうか? σ結合とπ結合はそれぞれ1つずつだと思っていたのですが   

  • 量子力学での電子軌道について

    量子力学で、水素原子の波動関数を計算すると、1s軌道の場合、球体の形をした軌道が現れますが、この軌道には節がなく、場合によっては、電子が核に存在することも0ではないということですよね。 ということは、電子が完全に原子核の中心と重なるということはあり得るのですか? 現実的に考えれば、そこには陽子や、中性子があるので、あり得ないとは思うのですが、 確率を見るからには、あり得るので。 それからもう一つ質問なのですが、3d軌道と4fでは、4sの方が、3dよりもなぜかエネルギーが低いですが、これはなぜなのでしょうか? 3dよりも、4sの方が、中心に電子がいる確率が高いので、その分遮蔽効果の影響を受けなくて、 エネルギーが低くなるということでしょうか? だとしたら、2pよりも3sのほうが、中心に電子がいる確率が高いので、その分エネルギー的に安定して、エネルギー関係は、3s<2pとなるとも言えそうな気がするのですが。

  • 原子における電子の運動について

     原子において電子って本当はどんな運動をしているのですか? 量子力学ではいろんなモデルが出てきました。ド・ブロイやシュレーディンガーなどなど。名前は忘れましたが、そのような小さな場合では観測できないと言う法則がありましたよね。でも、量子力学以外の講義ではNとかM軌道の中にさらにpとかdとかの軌道があって3D的な複雑な運動をしていると教えられました。  では実際、どのような運動をしているのですか? 3D的な運動やスピンというのは理論に当てはめた計算結果が合うから、予測できる運動だと聞きましたが。3D的な複雑な運動って言うんだから、それはどんな運動なのですか?教えてく下さい。書いてある本などがあれば教えて下さい。人によって言うことがバラバラだったり、スピンは自転みたいな運動だから・・・なんて言われて段々と混乱してきています。

  • 軌道ってなんですか?

    教科書を読んでいて 「原子の持つ電子は実際には電子核に属する軌道に配置されており、 K殻にはS軌道しかないが、L殻にはS軌道とP軌道があり、 電子はエネルギーの低い順から配置される。」と書いてあったのですが まったくもって意味がわからないです。 ホームページなどで調べてみたのですが 全然理解できません。 電子殻ってなんですか? 原子核の周りにある電子の1つを電子殻っていうんですか? 教えてください。

  • 電子の軌道について・・・・・・・

    主量子数(n=1、2、3、4)の電子の軌道には、それぞれ何個の電子が入り得ると思いますか? n=1がK殻、n=2がL殻、n=3がM殻、・・・・・に対応してると思うんですが・・・・・・。。。。。 誰かすみませんがお願いします。。。。。。。

  • 電子殻とボーアの量子条件

    電子は電子同士が衝突する事は無いのは、パウリの排他原理より量子軌道は1個の電子しか存在できないからと教わったのですが、L殻以降には1つの殻に電子が2個以上存在しています。これは同じエネルギー準位にいるという事ではないのですか?もし同じ殻の上でもs軌道やp軌道で軌道が異なるので排他律には反していないという事になるのでしょうか。それでも殻の上に8の字の軌道を描くとはどういう事でしょうか。原子核の周りに電子雲が存在する確率があるというのは理解できるのですが、殻という物がどういう概念なのか、それがどこで出来るのかが理解できません。 またボーアの量子条件2πr=nλを満たすようにして、原子核の周りを電子の軌道が定常波を描くように存在しますが、このnというのは殻ですか?それともsやp軌道に対応する物ですか。n=1.n=2...と原子核から離れた円周が続いていきますが、それが何を表しているのか分かりません。例えばn=1の軌道上の電子を基底状態といいますが、これはK殻に存在しているという事になるのでしょうか。 誤解している事も多そうですが、どなたか教えてもらえないでしょうか。

  • 異なる電子殻の同じ軌道は?

    s軌道の形は原子核を中心にした球面とのことですが、 NaはK殻L殻M殻それぞれに1s軌道、2s軌道、3s軌道を 持っています。 とすると、2sは1sを、3sは2sを包み込むような球面なの でしょうか?  また、単純な球ではないp、d、fなどの軌道も同様に下 位の同じ軌道を包み込むように一回り大きい同じ形の 軌道なのでしょうか?下位の軌道と交差したりはしない のでしょうか?

  • 原子の電子軌道半径について

    常識的に考えて電子はもっとも低いエネルギー(つまり原子核に近い位置にある軌道)から順に埋まっていき、s→p→d→fと軌道を占有していくものだと思っていたのですが、 先日、d軌道の方がs軌道よりも小さいということを教えてもらいました。 これってどういうことなのでしょうか? s→p→d→fという順番で軌道が小さくなるということなのでしょうか? d軌道の方がエネルギーを持っているので原子核近くまで近づけるということなのだと思うのですが、軌道が小さいのでしょうか?それとも原子核近くから最外殻まで大きく広がっているのでしょうか? またp軌道はs軌道よりも大きいのか小さいのかどちらなのでしょうか? これはどういう文献を見ればよいのでしょうか?