¿Por qué el orbital d contiene 10 electrones?

Los orbitales [matemáticos] s, p, d, f [/ matemáticos] son ​​códigos para los diferentes momentos angulares orbitales de los estados cuánticos.

  • [matemática] s [/ matemática] = momento angular = [matemática] 0 \ veces \ hbar [/ matemática]
  • [matemática] p [/ matemática] = momento angular = [matemática] 1 \ veces \ hbar [/ matemática]
  • [matemática] d [/ matemática] = momento angular = [matemática] 2 \ veces \ hbar [/ matemática]
  • [matemática] f [/ matemática] = momento angular = [matemática] 3 \ veces \ hbar [/ matemática]

En mecánica cuántica, el momento angular se cuantifica, por lo que estos son el momento angular más bajo. El número de estados diferentes en los que cada multiplete de momento angular forma [math] – \ ell \ times \ hbar [/ math] a [math] \ ell \ times \ hbar [/ math] en unidades de [math] \ hbar [ /matemáticas]. Eso significa que el multiplete orbital [math] s [/ math] tiene 1 estado (0 a 0 es 1 estado), el multiplete orbital [math] p [/ math] tiene 3 estados (-1, 0, 1) y el orbital [math] d [/ math] tiene 5 estados (-2, -1, 0, 1, 2).

Finalmente el electrón tiene spin 1/2 y tiene 2 estados (pasando de -1/2 a 1/2).

El número de estados disponibles es el número de estados de momento angular orbital multiplicado por el número de estados de giro, ya que puede elegir cada uno de estos estados independientemente.

Así, el orbital [math] d [/ math] tiene [math] 5 \ times 2 = 10 [/ math] estados.

Es la d-subshell que contiene 10 electrones y no la d-orbital. d-subshell tiene 5 orbitales y cada orbital contiene 2 electrones, por lo que suman 10 electrones en d-subshell.

Cuando se propone el modelo de caparazón después de estudiar modelos atómicos anteriores, como el modelo de pudín de ciruela de Thomson, el modelo de Rutherford, el modelo de Bohr y examinar diversos efectos espectrales obtenidos y efectos del campo eléctrico en los espectros de los átomos de elementos conocidos en el modelo de capa que asignaron, 2 electrones en s órbita, 6 electrones en la órbita p y 10 electrones en la órbita d, 14 en f etc.

Para d orbital, el momento angular (l) toma valores de -2 a +2, es decir, un total de 5 valores. Ahora un electrón también posee un momento angular de giro que es 1/2. Ahora para cada valor de l hay dos valores posibles de momento angular de rotación, lo que da 2 * 5 = 10. Por lo tanto, d-orbital puede acomodar un máximo de 10 electrones.