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f軌域

化學原子物理學中,f軌域(英語:f orbital)是一種原子軌域,其角量子數為3,其磁量子數可以為0、±1、±2、±3,且每個殼層裡中有七個f軌域,fz3、fxz2、fyz2、fxyz、fz(x2-y2)、fx(x2-3y2)、fy(3x2-y2),有三種形狀,且方向不同,每個可以容納2個電子,因此,f軌域共可以容納14個電子。

4f軌域的立體模型

f軌域是錒系元素和鑭系元素的價軌域,較不常見,只從第6周期開始出現,由於能階交錯,第六週期s軌域填滿後就直接先填f軌域了。

命名 编辑

f軌域的 f 是指 fundamental ,其為「基系光譜」之意

結構 编辑

 
f軌域同樣存在波節,藍色和黃色間空隙即為波節。

f軌域從主量子數n=4時開始出現,由於主量子數不能小於4,因此最小的f軌域是4f軌域,且不存在1f、2f和3f軌域。當角量子數=4時,對應於7個磁量子數:3、2、1、0、-1、-2、-3。每個殼層皆有7個f軌域,分別為fz3、fxz2、fyz2、fxyz、fz(x2-y2)、fx(x2-3y2)、fy(3x2-y2),有三種形狀,其中磁量子數m = ±1或±3時(fxz2、fyz2、fx(x2-3y2)、fy(3x2-y2))形狀相同但方向不同為豆子形;磁量子數m = ±2時(fxyz、fz(x2-y2))形狀相同但方向不同,為八啞鈴形;而磁量子數m = 0時,fz3軌域是七個f軌域中形狀較特別的一個,類似於d軌域的dz2,但多了一個環。

電子波 编辑

七個f軌域的角量子數ℓ皆為3。f軌域的三次諧波經常表示為:

 

的f軌道角部分的三次諧波為 。在許多情況下,球狀諧波選擇不同的線性組合構建三次f軌域的基組。

 
 
 
 
 
 
 

 
fz3 fxz2 fyz2 fxyz fz(x2-y2) fx(x2-3y2) fy(3x2-y2)
             

f軌域 编辑

由於d軌域與f軌域的能量非常接近,因此有時會有f軌域還沒填滿但先填入了d軌域的情形,例如會先在d軌域中填2顆電子再繼續填f軌域。

f區元素 编辑

f區元素是指元素週期表中的鑭系元素錒系元素除外)。這些元素其新增加的電子大多填入f軌域,故稱該區塊為f區。這些元素也被稱作內過渡金屬。週期表中從第6週期開始的每個週期都各有14個f區元素。

參見 编辑

參考文獻 编辑


f軌域, 在化學與原子物理學中, 英語, orbital, 是一種原子軌域, 其角量子數為3, 其磁量子數可以為0, 且每個殼層裡中有七個, fxz2, fyz2, fxyz, 有三種形狀, 且方向不同, 每個可以容納2個電子, 因此, 共可以容納14個電子, 4的立體模型是錒系元素和鑭系元素的價軌域, 較不常見, 只從第6周期開始出現, 由於能階交錯, 第六週期s軌域填滿後就直接先填了, 目录, 命名, 結構, 電子波, f區元素, 參見, 參考文獻命名, 编辑的, 是指, fundamental, 其為, 基系. 在化學與原子物理學中 f軌域 英語 f orbital 是一種原子軌域 其角量子數為3 其磁量子數可以為0 1 2 3 且每個殼層裡中有七個f軌域 fz3 fxz2 fyz2 fxyz fz x2 y2 fx x2 3y2 fy 3x2 y2 有三種形狀 且方向不同 每個可以容納2個電子 因此 f軌域共可以容納14個電子 4f軌域的立體模型f軌域是錒系元素和鑭系元素的價軌域 較不常見 只從第6周期開始出現 由於能階交錯 第六週期s軌域填滿後就直接先填f軌域了 目录 1 命名 2 結構 3 電子波 4 f軌域 5 f區元素 6 參見 7 參考文獻命名 编辑f軌域的 f 是指 fundamental 其為 基系光譜 之意結構 编辑 nbsp f軌域同樣存在波節 藍色和黃色間空隙即為波節 f軌域從主量子數n 4時開始出現 由於主量子數不能小於4 因此最小的f軌域是4f軌域 且不存在1f 2f和3f軌域 當角量子數 4時 對應於7個磁量子數 3 2 1 0 1 2 3 每個殼層皆有7個f軌域 分別為fz3 fxz2 fyz2 fxyz fz x2 y2 fx x2 3y2 fy 3x2 y2 有三種形狀 其中磁量子數m 1或 3時 fxz2 fyz2 fx x2 3y2 fy 3x2 y2 形狀相同但方向不同為豆子形 磁量子數m 2時 fxyz fz x2 y2 形狀相同但方向不同 為八啞鈴形 而磁量子數m 0時 fz3軌域是七個f軌域中形狀較特別的一個 類似於d軌域的dz2 但多了一個環 電子波 编辑七個f軌域的角量子數ℓ皆為3 f軌域的三次諧波經常表示為 psn3c r Rn3 r X3c r displaystyle psi n3c mathbf r R n3 r X 3c mathbf r nbsp 的f軌道角部分的三次諧波為X3c r displaystyle X 3c mathbf r nbsp 在許多情況下 球狀諧波選擇不同的線性組合構建三次f軌域的基組 fz3 N3cz 2z2 3x2 3y2 2r315 Y30 displaystyle f z 3 N 3 c frac z 2z 2 3x 2 3y 2 2r 3 sqrt 15 Y 3 0 nbsp fxz2 N3cx 4z2 x2 y2 2r35 12 Y31 Y3 1 displaystyle f xz 2 N 3 c frac x 4z 2 x 2 y 2 2r 3 sqrt 5 frac 1 sqrt 2 left Y 3 1 Y 3 1 right nbsp fyz2 N3cy 4z2 x2 y2 r35 1i2 Y31 Y3 1 displaystyle f yz 2 N 3 c frac y 4z 2 x 2 y 2 r 3 sqrt 5 frac 1 i sqrt 2 left Y 3 1 Y 3 1 right nbsp fxyz N3cxyzr3 1i2 Y32 Y3 2 displaystyle f xyz N 3 c frac xyz r 3 frac 1 i sqrt 2 left Y 3 2 Y 3 2 right nbsp fz x2 y2 N3cz x2 y2 2r3 12 Y32 Y3 2 displaystyle f z x 2 y 2 N 3 c frac z left x 2 y 2 right 2r 3 frac 1 sqrt 2 left Y 3 2 Y 3 2 right nbsp fx x2 3y2 N3cx x2 3y2 2r33 12 Y33 Y3 3 displaystyle f x x 2 3y 2 N 3 c frac x left x 2 3y 2 right 2r 3 sqrt 3 frac 1 sqrt 2 left Y 3 3 Y 3 3 right nbsp fy 3x2 y2 N3cy 3x2 y2 2r33 1i2 Y33 Y3 3 displaystyle f y 3x 2 y 2 N 3 c frac y left 3x 2 y 2 right 2r 3 sqrt 3 frac 1 i sqrt 2 left Y 3 3 Y 3 3 right nbsp 與 N3c 1054p 1 2 displaystyle N 3 c left frac 105 4 pi right 1 2 nbsp fz3 fxz2 fyz2 fxyz fz x2 y2 fx x2 3y2 fy 3x2 y2 nbsp nbsp nbsp nbsp nbsp nbsp nbsp f軌域 编辑由於d軌域與f軌域的能量非常接近 因此有時會有f軌域還沒填滿但先填入了d軌域的情形 例如釷會先在d軌域中填2顆電子再繼續填f軌域 f區元素 编辑主条目 f區元素 f區元素是指元素週期表中的鑭系元素和錒系元素 鎦和鐒除外 這些元素其新增加的電子大多填入f軌域 故稱該區塊為f區 這些元素也被稱作內過渡金屬 週期表中從第6週期開始的每個週期都各有14個f區元素 參見 编辑s軌域 p軌域 d軌域 g軌域 原子軌域 f區元素參考文獻 编辑曾國輝 原子結構 建宏出版社 台北市 1999 ISBN 957 724 801 2 取自 https zh wikipedia org w index php title F軌域 amp oldid 77081145, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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