¿Por qué hay un nodo en un orbital 2s? Veo el orbital 2 como otra esfera superpuesta a la esfera 1, por lo que no entiendo por qué habría un nodo en un orbital 2 si los orbitales se superponen.

Las soluciones de un solo electrón de la ecuación de Schrödinger para un potencial central tienen dos partes separables: la parte radial y la parte angular. La parte radial consiste en una secuencia de soluciones con 0, 1, 2, 3, … nodos radiales (es decir, en ciertas r ‘s, pero independientes de theta y phi ). Llamemos al número de nodos radiales n . La parte angular consiste en un conjunto de soluciones con diferentes números de nodos angulares, funciones llamadas armónicos esféricos (sub- lm ).

El orbital 2s es la solución de 1 nodo para la parte radial ( n = 1) combinada con la solución de 0 nodos para la parte angular ( l = 0).

Básicamente, la “s” significa que la parte angular es la solución angular más simple posible (Y sub-00 – l = 0), uniformidad esférica. 1s combina eso con la solución radial n = 0, 2s combina eso con la solución radial n = 1, 3s combina eso con la solución radial n = 2, etc.

La parte potencialmente confusa de todo esto es que tanto un mayor número de nodos radiales como un mayor número de nodos angulares corresponden a soluciones con energía creciente. Sin embargo, da la casualidad de que el aumento de energía correspondiente a los nodos radiales es el mismo aumento que el aumento de l en la parte angular de Y sublm . Es decir, ese número inicial en 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, … se refiere a 1+ n + l . Es uno mayor que el recuento de nodos totales , ya sea radial o angular.

La “forma” es la solución de la ecuación de Schrodinger para el átomo. Y la interpretación no es tan fácil. Supongo que estás hablando del orbital 2p. 2s es esférico.

De su pregunta veo que usted interpreta la “forma” como la posición del electrón o el lugar de existencia del electrón.
En realidad, la “forma” es borrosa. lo que se representa como orbital es lugar con (no estoy seguro) 90% de probabilidad de encontrar el electrón.
Es densidad de probabilidad. Y puede ver que el nodo en el orbital 2p de hecho se limita a cero. Lo que significa que en realidad hay una probabilidad casi nula de existencia del electrón en el nodo.

Es mejor mirar una descripción matemática de estos orbitales. Esos dibujos multicolores de los diferentes orbitales son bastante esclarecedores, pero para una pregunta como esta, los Orbitales Slater pueden ayudar.

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