Атомные орбитали (уровни, подуровни) каждого элемента отличаются друг от друга?

Question

Т е "формы" орбиталей с одинаковыми квантовыми числами разных элементов хоть и похожи, но не одинаковы? (Электроны различных атомов "летают" хоть и по схожим, но не по одинаковым "дорожкам"? ) В чем это различие: это разные траектории, частоты колебаний, вероятности или еще что?

Answer 1

Очень опасно представлять себе электронные уровни, как какие-то траектории, "дорожки" и т. п. Такие аналогии привычному к простоте мозгу могут только навредить. Оболочки можно представить себе, как некоторые формы неких пространственных "облаков", среди которых и возможно существование электронов. Каждому уровню - своя форма и средний размер. Естественно, что здесь имеют место процессы, которые связаны и с частотой возможного излучения (не не с частотой каких-то неопределённых в вопросе колебаний) , и с вероятностью регистрации связанного с атомом электрона, и т. д. Формы "облаков" - это на самом деле пространственная иллюстрация наиболе вероятного детектирования электрона именно при процессе его наблюдения (это и есть - детектирование! ) .

Answer 2

Формы электронных орбиталей с одинаковыми квантовыми числами при различных ядрах принадлежат одной топологической группе. Это значит, что они
1) Переводятся друг в друга конечным набором метрических преобразований

2) Входят в одну группу симметрии

На практике понять это проще всего так: стянуть фигуру (орбиталь) в кривую и посмотреть на неё. Все фигуры одинаковой симметрии стягиваются в изомерные кривые. .

Происходит это потому, что для определенного набора квантовых чисел волновая функция постоянно с точностью до параметров (заряд ядра, масса ядра, магнитный момент ядра и т. д. ) . А волновые функции одинаковой формы всегда будут принадлежать одной группе симметрии.

Answer 3

Разные. Похожи только симметрией. Например, основное состояние (с наименьшей энергией) сферически симметрично у любого электрона. Но хотябы радиус той сферы (электронного облака) будет разным потому, что у разных атомов заряд ядра разный. К тому же электронные орбитали — это лишь приближение, точно говорить можно лишь о состоянии всего атома в целом, а не каждого электрона по отдельности.