Angenommen, ein Wasserstoffatom wird bis zu a angeregt Zustand, der etwa 1000 kJ/mol benötigt.
Aufgrund der Elektronenabschirmung neigen f-Orbitale dazu, eine höhere Energie zu haben als d-Orbitale, die höher sind als p-Orbitale, die höher sind als s-Orbitale. Aber in einem Wasserstoffatom gibt es nur ein Elektron, also sind die 2s- und 2p-Orbitale energiegleich.
Es gibt also keinen Unterschied in der Energie mit .
Jetzt gibt es drei verschiedene symmetrische p-Orbitale, also denke ich, dass das Endergebnis immer noch kugelförmig wäre. Aber wäre der Radius des angeregten Wasserstoffatoms ein insgesamt größerer Radius, als man normalerweise erwarten würde?
Ich weiß nicht, wie ich das mit Wie groß ist ein angeregtes Wasserstoffatom in Einklang bringen soll? das scheint hauptsächlich über allgemeine Näherungen für sehr hoch angeregte Zustände oder die feinen Details der Schrödinger-Gleichung zu sprechen, die ich nicht wirklich verstehe.
Ich weiß auch nicht, ob dies für Moleküle gilt. Sind die 2p-Orbitale und 2s-Orbitale energiegleich, wenn ein Wasserstoffatom an ein anderes Atom gebunden ist? Pi-Bindungen sind im Allgemeinen schwächer als Sigma-Bindungen, aber ich weiß nicht, wie zwei Sigma-Bindungen mit gleicher Energie funktionieren würden.
Zwischen den 2s- und 2p -Niveaus von Wasserstoff besteht ein Energieunterschied, der für eine Vielzahl von Anwendungen von Bedeutung ist. Der Hauptbeitrag wird als Feinstrukturaufspaltung bezeichnet. Wenn Sie den 2s-Zustand gezielt anregen, sind Sie tatsächlich immer noch kugelsymmetrisch. Die 2P-Wellenfunktionen sehen ein bisschen aus wie Hanteln.