Skillnad mellan 4f och 5f Orbitals

Huvudskillnad - 4f vs 5f Orbitals

Atomer består av en kärna som är gjord av protoner och neutroner, som omges av elektroner. Dessa elektroner är i kontinuerlig rörelse runt kärnan. Därför kan vi inte ge en specifik plats för en elektron i en atom. I stället för att lokalisera den exakta positionen för en elektron har forskare infört begreppet "sannolikhet". Med andra ord är den mest sannolika vägen som en elektron sannolikt kommer att röra sig bestämd. Denna väg kallas en orbital. Det finns olika undergrupper av orbitaler som s orbitaler, p orbitaler, d orbitaler och f orbitaler. Antalet orbitaler i varje delmängd bestäms av magnetkvantumtalet. För f-orbitaler finns det 7 möjliga magnetiska kvanttal, så det finns sju f-orbitaler. 4 f och 5 f orbitaler är den första uppsättningen och den andra uppsättningen i f orbitaler. Huvudskillnaden mellan 4f och 5f-orbitaler är det 4f-orbital har ett antal plan och koniska noder, men inga radiala noder, medan 5f har ett antal plan och koniska noder, och varje orbital har en radiell nod.

Viktiga områden som omfattas

1. Vad är 4f Orbitals
      - Definition, sju orbitaler och deras relativa likheter
2. Vad är 5f Orbitals
     - Definition, sju orbitaler och deras relativa likheter
3. Vad är likheterna mellan 4f och 5f Orbitals
     - Översikt över gemensamma funktioner
4. Vad är skillnaden mellan 4f och 5f Orbitals
     - Jämförelse av viktiga skillnader

Viktiga termer: Atom, Electron, Lobes, Magnetic Quantum Number, Noder, Nucleus, Orbital, Sannolikhet, Subshell

Vad är 4f Orbitals

4f-orbitaler är de fyra f-orbitalerna i 4^th elektronskal (energinivå). 4f-orbitaler är den första delmängden av f-orbitaler. Detta betyder 1^st, 2^nd och 3^rd elektronskal har inga f-orbitaler. Detta visas nedan i tabellen med s, p, d och f orbitaler.

Electron Shell	orbitaler
1	s
2	s, sid
3	s, p, d
4	s, p, d, f
5	s, p, d, f

En uppsättning 4f-orbital har fyra olika former, som alla har ett antal plana och koniska noder. Men 4f-orbitaler har inga radiella noder. De sju 4f-orbitalerna heter enligt orbitalets plan. Nedan ges de sju 4f-orbitalerna.

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

Bland dessa orbitaler, båda 4f_xyz och 4f_{z (x2-y2)} orbitaler har åtta lobes. De är relaterade till varandra med en 45^o rotation runt z-axeln. Det betyder att de liknar andra faktorer men skiljer sig åt i planet.

Bland de övriga sju orbitalerna, 4f_{y (3 × 2-y2)} och 4f_{x (x2-3y2)} orbitaler är relaterade till varandra genom att rotera 90^o runt z-axeln. Varje omlopp har sex lobar separerade av tre noderplan med en vinkel på 60^o bland dem. 4f_xz2 och 4f_YZ2 orbitaler verkar likna 4f_{y (3 × 2-y2)} och 4f_{x (x2-3y2)} orbitaler men är olika eftersom de tre noderplanen på sex plan inte är åtskilda med 60^o vinklar. Dessa 4f_xz2 och 4f_YZ2 orbitaler har två av de sex lobarna "bönformade" i z-axeln. Å andra sidan 4f_xz2 orbital är en liknande orbital som 4f_xz2 och 4f_YZ2 orbitaler, men de "bönaformade" lobarna är i x-axeln. I 4f_YZ2 orbital, är den "bönformade" orbitalen i y-axeln.

Vad är 5f Orbitals

5f-orbitaler är de fem f-orbitalerna i 5^th elektronskal (energinivå). 5f-orbitaler är den andra delmängden av f-orbitaler. Dessa orbitaler är namngivna baserat på orbitalplanen. De sju orbitalerna är som följer.

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

Figur 1: Sju olika f Orbitals

En uppsättning 5f-orbital har fyra olika former, som alla har ett antal plana och koniska noder. Varje 5f-orbital har också en radiell nod också.

Bland dessa orbitaler, båda 5f_xyz och 5f_{z (x2-y2)} orbitaler har åtta lobes. De är relaterade till varandra med en 45^o rotation runt z-axeln. Detta betyder att de liknar andra faktorer men skiljer sig åt i planen som de riktas till.

Bland de övriga sju orbitalerna, 5f_{y (3 × 2-y2)} och 5f_{x (x2-3y2)} orbitaler är relaterade till varandra genom att rotera 90^o runt z-axeln. Varje omlopp har sex lobar separerade av tre noderplan med en vinkel på 60^o bland dem. 5f_xz2 och 5f_YZ2 orbitaler verkar som liknar 5f_{y (3 × 2-y2)} och 5f_{x (x2-3y2)} orbitaler, men de är olika eftersom de tre noderplanen på sex plan inte är åtskilda med 60^o vinklar. Dessa 5f_xz2 och 5f_YZ2 orbitaler har också två av de sex lobarna "bönformade". Å andra sidan 5f_xz2 orbital är en liknande orbital som 5f_xz2 och 5f_YZ2 orbitaler, men de "bönaformade" lobbena är på x-axeln. I 5f_YZ2 orbital, är den "bönformade" orbitalen i y-axeln.

Likheter mellan 4f och 5f Orbitals

• Båda är f orbitala former.
• Båda har liknande former på samma plan.
• Båda har komplicerade strukturer av orbitaler.

Skillnad mellan 4f och 5f Orbitals

Definition

4f Orbitals: 4f-orbitaler är de sju f-orbitalerna i det fjärde elektronskalet (energinivå).

5f Orbitals: 5f-orbitaler är de sju f-orbitalerna i det femte elektronskalet (energinivå).

subset

4f Orbitals: 4f-orbitaler är den första delmängden av f-orbitaler.

5f Orbitals: 5f-orbitaler är den andra delmängden av f-orbitaler.

Radialnoder

4f Orbitals: 4f-orbitaler har ett antal plan och koniska noder, men inga radiella noder.

5f Orbitals: 5f-orbitaler har ett antal plan och koniska noder, och varje 5f-orbital har också en radiell nod.

Storlek

4f Orbitals: 4f-orbitaler är mindre än 5f-orbitaler.

5f Orbitals: 5f-orbitaler är större än 4f-orbitaler.

Slutsats

Atomer är sammansatta av olika former av orbitaler i sina elektronskalar: s orbitaler, p-orbitaler, d-orbitaler och f-orbitaler. Tillsatsen av en f-bana börjar från 4^th elektronskal (energinivå). Huvudskillnaden mellan 4f och 5f-orbitaler är att 4f-orbitaler har ett antal plan och koniska noder, men inga radiala noder, medan 5f har ett antal plan och koniska noder, och varje orbital har också en radiell nod.

Referens:

1. Mark J Winter. "Atomic orbitals: 4f (General set)." Orbitron: ett galleri av atoma orbitaler och molekylära orbitaler, 12 juli 2015, Tillgänglig här.
2. Mark J Winter. "Atomic orbitals: 5f (General set)." Orbitron: ett galleri av atoma orbitaler och molekylära orbitaler, 12 juli 2015, Tillgänglig här.

Image Courtesy:

1. "F orbitals m" Av Geek3 - Egent arbete (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia