dorbitaalien

Dorbitaalien, ook bekend als d-orbitalen, zijn vijf d-gebonden atoomorbitalen die voorkomen bij atomen waar d-elektronen voorkomen. In een vrij atoom zijn dz^2, dx^2−y^2, dxy, dxz en dyz energetisch gelijk door kwantummechanica (degeneratie). In de nabijheid van andere elektronen of liganden breekt deze degeneratie echter af, waardoor de energie van de d-orbitals afhankelijk wordt van hun oriëntatie ten opzichte van het omgeving.

De d-orbitals hebben karakteristieke ruimtelijke vormen: dz^2 heeft een centrale lobus langs de z-as met een ringvormige lob in het xy-vlak; dx^2−y^2 en dxy vormen vier-lobige vormen in het xy-vlak, gericht langs de x- en y-assen; dxz en dyz liggen tussen de assen in respectievelijk het xz- en yz-vlak.

In kristallijne velden worden de vijf orbitalen vaak onderverdeeld in twee groepen: een hogere eg-set (dz^2 en dx^2−y2) en een lagere t2g-set (dxy, dxz, dyz) in octahedrale omgevingen. Dorbitaalien spelen een cruciale rol bij bonding en eigenschappen van overgangsmetalen: elektronische configuraties bepalen kleur, magnetisme en reactiviteit; ligandveld-splitsing beïnvloedt de stabiliteit van coördinatiecomplexen en Jahn-Teller-distorties treden op wanneer de elektronverdeling ongelijk is.

Samengevat vormen dorbitaalien de basis voor het begrip van chemische bonding en de eigenschappen van veel materialen en complexen.