原子軌道とは何ですか？

原子軌道は、電子が位置する原子の核の周りの空間の領域です。 正確な位置は、確率の法則を使用することによってのみ近似できます。 原子軌道は3次元で核の周りの球状領域を占有するため、惑星が星を周回するように電子は核を周回しません。 軌道にもさまざまな形状があります。 原子の核を対称的に囲むタイプと、核の両側で異なる方向に広がるタイプがあります。 それぞれの原子軌道は、そのタイプに関係なく、核からより遠くに広がるさまざまなエネルギーレベルに位置し、最も低いエネルギーレベルが最も近くにあります。

エネルギーレベルが核を取り囲むとき、それはs軌道と呼ばれ、軌道が両側に広がるとき、それはap軌道として識別されます。 原子軌道には他にもさまざまな形状があり、電子の性質を核を取り巻く波として記述するのに役立ちます。 単一の電子を持つ原子は大気のある惑星のように構成されており、多くの電子を持つ原子は周囲に電子の雲があるように見えます。 原子核の近くの電子はエネルギーが低く、軌道は原子核から遠くなるほどエネルギーレベルが高くなると複雑になります。

量子数は電子エネルギー状態を定義するために使用され、電子はエネルギーを放出または吸収することでエネルギーレベルを変化させます。 任意の瞬間に、原子の状態は、その電子配置を分析することで決定されます。これは、環境内の他の原子や分子と相互作用するときに変化する可能性があります。 核の周りの最初の軌道を除いて、任意のレベルに最大3つのp軌道があり、エネルギーレベルが高いほど、軌道はより長くなります。 各原子軌道は、スピンの方向によって区別される2つの電子を保持します。

関与する原子では、各原子軌道は分子および化合物の形成中に相互作用します。 線形結合の原子軌道では、2つ以上の原子がそれぞれの軌道間で電子を共有できます。 ハイブリダイゼーション原子軌道理論は、分子が数個ではなく1個の原子で結合している場合の分子の形状を表します。 s軌道とp軌道の両方の組み合わせを含めることができ、電子数も示されます。 原子内の各電子の原子軌道は、量子力学の専門家によって研究され、原子の複雑さ、および原子同士の相互作用を理解します。