Diferencia entre los orbitales 4f y 5f

Diferencia principal - Orbitales 4f vs 5f

Los átomos están compuestos por un núcleo que está hecho de protones y neutrones, que están rodeados de electrones. Estos electrones están en continuo movimiento alrededor del núcleo. Por lo tanto, no podemos dar una ubicación específica para un electrón en un átomo. En lugar de ubicar la posición exacta de un electrón, los científicos han introducido el concepto de "probabilidad". En otras palabras, se determina la ruta más probable de movimiento de un electrón. Esta vía se llama un orbital. Existen diferentes subconjuntos de orbitales, como orbitales s, orbitales p, orbitales d y orbitales f. El número de orbitales en cada subconjunto está determinado por el número cuántico magnético. Para los orbitales f, hay 7 posibles números cuánticos magnéticos, por lo que hay siete orbitales f. Los orbitales 4 f y 5 f son el primer conjunto y el segundo conjunto en orbitales f. La principal diferencia entre los orbitales 4f y 5f es que Los orbitales 4f tienen una cantidad de planos y nodos cónicos, pero no tienen nodos radiales, mientras que 5f tienen una serie de planos y nodos cónicos, y cada orbital tiene un nodo radial.

Áreas clave cubiertas

1. ¿Qué son los orbitales 4F?
      - Definición, los siete orbitales y sus similitudes relativas
2. ¿Qué son los orbitales 5f?
     - Definición, los siete orbitales y sus similitudes relativas
3. ¿Cuáles son las similitudes entre los orbitales 4f y 5f?
     - Esquema de características comunes
4. ¿Cuál es la diferencia entre los orbitales 4f y 5f?
     - Comparación de diferencias clave

Términos clave: Átomo, Electrón, Lóbulos, Número cuántico magnético, Nodos, Núcleo, Orbital, Probabilidad, Subshell

¿Qué son los orbitales 4F?

Los orbitales 4f son los siete orbitales f de los 4^th capa de electrones (nivel de energía). 4f orbitales son el primer subconjunto de f orbitales. Esto significa 1^{S t}, 2^{Dakota del Norte} y 3^rd Los depósitos de electrones no tienen orbitales f. Esto se muestra a continuación en la tabla de orbitales s, p, d y f.

Capa electrónica	Orbitales
1	s
2	s, p
3	s, p, d
4	s, p, d, f
5	s, p, d, f

Un conjunto de orbitales 4f tiene cuatro formas diferentes, cada una con un número de nodos planos y cónicos. Pero los orbitales 4f no poseen nodos radiales. Los siete orbitales 4f se nombran de acuerdo con el plano del orbital. A continuación se presentan los siete 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

Entre estos orbitales, ambos 4f_xyz y 4f_{z (x2-y2)} Los orbitales tienen ocho lóbulos. Están relacionados entre sí por un 45^o Rotación alrededor del eje z. Esto significa que son similares en otros factores pero son diferentes en el plano.

Del resto de los siete orbitales, 4f._{y (3 × 2-y2)} y 4f_{x (x2-3y2)} Los orbitales están relacionados entre sí mediante la rotación de 90^o alrededor del eje z Cada orbital tiene seis lóbulos separados por tres planos nodales que tienen un ángulo de 60^o entre ellos. El 4f_xz2 y 4f_yz2 los orbitales parecen similares a 4f_{y (3 × 2-y2)} y 4f_{x (x2-3y2)} orbitales pero son diferentes porque los tres planos nodales de seis planos no están separados por 60^o anglos. Estos 4f_xz2 y 4f_yz2 los orbitales tienen dos de los seis lóbulos "en forma de frijol" en el eje z. Por otro lado, 4f._xz2 orbital es un orbital similar al de 4f_xz2 y 4f_yz2 orbitales, pero los lóbulos "en forma de frijol" están en el eje x. En 4f_yz2 orbital, el orbital "en forma de frijol" está en el eje y.

¿Qué son los orbitales 5f?

Los orbitales 5f son los siete orbitales f de los 5^th capa de electrones (nivel de energía). 5f orbitales son el segundo subconjunto de f orbitales. Estos orbitales se nombran según los planos de los orbitales. Los siete orbitales son los siguientes.

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

Figura 1: Siete orbitales f diferentes

Un conjunto de orbitales 5f tiene cuatro formas diferentes, cada una con un número de nodos planos y cónicos. Cada orbital 5f también posee un nodo radial también.

Entre estos orbitales, ambos 5f_xyz y 5f_{z (x2-y2)} Los orbitales tienen ocho lóbulos. Están relacionados entre sí por un 45^o Rotación alrededor del eje z. Esto significa que son similares en otros factores pero son diferentes en el plano al que se dirigen.

Entre el resto de los siete orbitales, 5f._{y (3 × 2-y2)} y 5f_{x (x2-3y2)} Los orbitales están relacionados entre sí mediante la rotación de 90^o alrededor del eje z Cada orbital tiene seis lóbulos separados por tres planos nodales que tienen un ángulo de 60^o entre ellos. El 5f_xz2 y 5f_yz2 Los orbitales parecen similares a los de 5f._{y (3 × 2-y2)} y 5f_{x (x2-3y2)} orbitales, pero son diferentes porque los tres planos nodales de seis planos no están separados por 60^o anglos. Estos 5f_xz2 y 5f_yz2 Los orbitales también tienen dos de los seis lóbulos "en forma de frijol". Por otro lado, el 5f._xz2 orbital es un orbital similar al de 5f_xz2 y 5f_yz2 orbitales, pero los lóbulos "en forma de frijol" están en el eje x. En 5f_yz2 orbital, el orbital "en forma de frijol" está en el eje y.

Similitudes entre orbitales 4f y 5f

• Ambas son formas orbitales.
• Ambos tienen formas similares en los mismos planos..
• Ambos tienen estructuras complicadas de orbitales..

Diferencia entre los orbitales 4f y 5f

Definición

4f Orbitales: Los orbitales 4f son los siete orbitales f de la cuarta capa de electrones (nivel de energía).

Orbitales 5f: Los orbitales 5f son los siete orbitales f de la 5ª capa de electrones (nivel de energía).

Subconjunto

4f Orbitales: Los orbitales 4f son el primer subconjunto de orbitales f.

Orbitales 5f: Los orbitales 5f son el segundo subconjunto de orbitales f.

Nodos radiales

4f Orbitales: Los orbitales 4f tienen una serie de planos y nodos cónicos, pero no tienen nodos radiales.

Orbitales 5f: Los orbitales 5f tienen una serie de planos y nodos cónicos, y cada orbital 5f posee también un nodo radial.

tamaño

4f Orbitales: Los orbitales 4f son más pequeños que los orbitales 5f.

Orbitales 5f: Los orbitales 5f son más grandes que los orbitales 4f.

Conclusión

Los átomos se componen de diferentes formas de orbitales en sus capas de electrones: orbitales s, orbitales p, orbitales d y orbitales f. La adición de un orbital f comienza desde el 4^th capa de electrones (nivel de energía). La principal diferencia entre los orbitales 4f y 5f es que los orbitales 4f tienen una serie de planos y nodos cónicos, pero no los nodos radiales, mientras que 5f tienen una serie de planos y nodos cónicos, y cada orbital también tiene un nodo radial.

Referencia:

1. Mark J Winter. "Orbitales atómicos: 4f (Conjunto general)". El Orbitron: una galería de orbitales atómicos y orbitales moleculares, 12 de julio de 2015, disponible aquí.
2. Mark J Winter. "Orbitales atómicos: 5f (Conjunto general)". El Orbitron: una galería de orbitales atómicos y orbitales moleculares, 12 de julio de 2015, disponible aquí.

Imagen de cortesía:

1. “F orbitals m” Por Geek3 - Trabajo propio (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia