🔬 Atom tuzilishi va d-orbitallar

Kompleks birikmalarning elektron asoslari — OTM darajasidagi to'liq qo'llanma

📋 Bo'lim haqida

Atom tuzilishi va d-orbitallar — kompleks birikmalar kimyosining fundamental asosi. d-orbitallarning shakli, energiyasi va elektron konfiguratsiyalari komplekslarning geometriyasi, magnit xossalari, rangi va reaksion qobiliyatini belgilaydi.

7 ta bo'lim10 ta testKMBE kalkulyatorMatematik asoslarInteraktiv 3D

🎯 Maqsad: d-orbitallarning kvant-mexanik asoslarini, ularning shakli, energiyasi va kompleks birikmalardagi rolini to'liq tushunish.

👥 Auditoriya: 1-4 kurs kimyo, biokimyo, farmatsevtika talabalari, magistrantlar, o'qituvchilar

⏱️ Vaqt: ~4 soat (nazariya + interaktiv + test)

📚 Manba: Cotton, Wilkinson — Advanced Inorganic Chemistry; Housecroft — Inorganic Chemistry; Nasimov, Tashpulatov — Noorganik kimyo

Ψ Shredinger tenglamasi — kvant mexanik asoslar

Umumiy Shredinger tenglamasi

Kvant mexanikasining asosiy tenglamasi — sistema holatini to'liq tavsiflaydi

Ĥ|ψ⟩ = E|ψ⟩

Ĥ — Gamilton operatori (energiya operatori)

|ψ⟩ — sistema to'lqin funksiyasi

E — sistema energiyasi (xos qiymat)

💡 Fizik ma'nosi:

Bu tenglama vaqtga bog'liq bo'lmagan Shredinger tenglamasi. Uni yechish orqali atomdagi elektronning mumkin bo'lgan energiya holatlari va ularga mos to'lqin funksiyalari topiladi.

🎯 d-orbitallarning shakli va matematik ifodasi

d_z² orbitali (mₗ = 0)

Y₂⁰ ∝ (3cos²θ − 1)

Shakli: Ikki 'barg' z o'qi bo'ylab + ekvatorda halqa

Faza: + z o'qida, − ekvatorda

O_h da: e_g (yuqori)

T_d da: e (past)

🔬 Fizik talqin:

Ikki tomonga cho'zilgan + ekvatorda manfiy halqa. z o'qi bo'ylab yo'nalgan ligandlar bilan kuchli ta'sir.

Orbital	mₗ	Matematik ifoda	Simmetriya	O_h dagi energiya
d_z²	mₗ = 0	Y₂⁰ ∝ (3cos²θ − 1)	a₁g	e_g
d_x²−y²	mₗ = ±2	Y₂² ∝ sin²θ · cos2φ	b₁g	e_g
d_xy	mₗ = ±2	Y₂² ∝ sin²θ · sin2φ	b₂g	t₂g
d_xz	mₗ = ±1	Y₂¹ ∝ sinθ·cosθ·cosφ	e_g	t₂g
d_yz	mₗ = ±1	Y₂¹ ∝ sinθ·cosθ·sinφ	e_g	t₂g

🔄 d-elektron konfiguratsiyalar (d¹–d¹⁰)

d8 konfiguratsiyasi

d_xy

↑↓

d_xz

↑↓

d_yz

↑↓

d_z²

↑

d_x²−y²

↑

Ionlar: Ni²⁺, Pd²⁺, Pt²⁺, Au³⁺

O_h da: t₂g⁶ e_g²

Juftlanmagan spinlar: 2

Magnit xossa: Paramagnit (μ=2.83 BM)

Spin holatlari (OKTAEDRIK maydonda)

d⁸: Oktaedrikda t₂g⁶e_g² — faqat bitta spin holat. 2 ta juftlanmagan elektron.

🧮 Kristall maydon barqarorlik energiyasi (KMBE) — kalkulyator

Geometriya:

d-elektronlar soni (dⁿ):

Δₒ (cm⁻¹): 20,000

Kuchsiz (5 000)Kuchli (40 000)

KMBE natijalari

KMBE (Δₒ birligida)

2.60 Δₒ

Yuqori spin (HS)

2.60 Δₒ

624.0 kJ/mol

Past spin (LS)

-2.40 Δₒ

-576.0 kJ/mol

Energiya ekvivalenti

624.0 kJ/mol

💡 d6: Δₒ = 20,000 cm⁻¹, juftlashuv energiyasi P ≈ 20 000 cm⁻¹

📊 Spektrokimyoviy qator — ligandlarning maydon kuchi

12000 cm⁻¹

I⁻

0.4

15000 cm⁻¹

Br⁻

0.5

18000 cm⁻¹

Cl⁻

0.6

21000 cm⁻¹

F⁻

0.7

24000 cm⁻¹

H₂O

0.8

27000 cm⁻¹

NH₃

0.9

28500 cm⁻¹

0.9

30000 cm⁻¹

CN⁻

1.0

33000 cm⁻¹

1.1

🔴 Kuchsiz maydon← Kuch ortib boradi →🔵 Kuchli maydon

Spektrokimyoviy qator — ligandlarning kristall maydon ajralishiga ta'sir kuchiga qarab tartiblangan qatori:

I⁻ < Br⁻ < Cl⁻ < F⁻ < OH⁻ < H₂O < NH₃ < en < CN⁻ < CO

σ-donor ligandlar: NH₃, H₂O — o'rta kuch
π-akseptor ligandlar: CN⁻, CO — kuchli maydon
π-donor ligandlar: I⁻, Br⁻ — kuchsiz maydon

📂 Batafsil bo'limlar

🧪

Atom tuzilishi modellari

Tarixiy

Tomson, Rezerford, Bor va kvant-mexanik modellar. Har bir modelning matematik ifodasi, yutuq va kamchiliklari.

TomsonRezerfordBorShredinger

📐

Kvant sonlar

Asosiy

n, l, mₗ, mₛ — to'rtala kvant sonining fizik ma'nosi, qiymatlari va kompleks birikmalar kimyosidagi ahamiyati.

nlmₗmₛPauli

🎯

d-orbitallarning shakli

5 ta d-orbitalning 3D shakli, matematik ifodalari, fazoviy yo'nalishi va tugun tekisliklari.

d_xyd_xzd_yzd_z²d_x²−y²

⚡

d-orbitallarning energiyasi

Muhim

O_h, T_d, D4h geometriyalarida d-orbital ajralishi. Δ_oct, Δ_tet hisoblash formulalari.

O_hT_dD4hΔKM

🔄

d-elektron konfiguratsiyalar

Konfig.

d¹–d¹⁰, Xund qoidasi, Pauli prinsipi, yuqori/quyi spin, magnit moment hisobi.

d¹-d¹⁰HS/LSXundPauliμ

🧲

Kompleks hosil qiluvchi metallar

Davriy

3d, 4d, 5d elementlari — ion radiusi, zaryad, elektron konfiguratsiyaning ta'siri.

3d4d5dRadiusZaryad

📝 Bilim tekshirish — 1/10

Savol 1 / 10

d-orbitallarning soni nechta?

📚 Asosiy manbalar: Cotton & Wilkinson — Advanced Inorganic Chemistry (6th ed.) | Housecroft & Sharpe — Inorganic Chemistry (5th ed.) | Miessler, Fischer & Tarr — Inorganic Chemistry (5th ed.) | Nasimov, Tashpulatov — Noorganik kimyoning tanlangan boblari