Jakie są płaszczyzny węzłowe w chemii?

Płaszczyzny węzłowe są regionami wokół jąder atomowych, gdzie prawdopodobieństwo znalezienia elektronów wynosi zero. Współrzędne tych płaszczyzn można znaleźć rozwiązując równanie falowe Schrödingera dla atomów lub cząsteczek, aby znaleźć kształt orbitali atomowych i molekularnych.

Gęstość chmury elektronowej, która nadaje kształt orbity atomowej, wskazuje na prawdopodobieństwo znalezienia elektronów w regionach wokół atomu lub cząsteczki. Im gęstsza jest chmura, tym większe prawdopodobieństwo znalezienia elektronu. Płaszczyzny węzłowe są całkowicie pozbawione gęstości elektronowej chmury, co wskazuje, że prawdopodobieństwo znalezienia elektronów w tych płaszczyznach wynosi zero.

Kluczową koncepcją w mechanice kwantowej jest to, że elektrony mają zarówno własności cząsteczkowe, jak i falowe. Płaszczyzny węzłowe wokół jądra atomowego wskazują na charakter falowy elektronów, ponieważ węzły są punktami o zerowej amplitudzie wzdłuż fali stojącej. Brak amplitudy wibracji oznacza, że ​​nie ma żadnych elektronów.

Liczba i położenie płaszczyzn węzłowych daje początek wielu właściwościom atomów i cząsteczek. Cząsteczki z kilkoma płaszczyznami węzłowymi są bardzo stabilne, podczas gdy te z licznymi płaszczyznami węzłowymi są niestabilne i reaktywne. Liczba płaszczyzn węzłowych jest wprost proporcjonalna do energii swobodnej grupy powiązanych atomów.