Siarka i tlen należą do tej samej grupy. Siarka ma wolny d-orbital, podczas gdy tlen nie ma wolnego d-orbitalu.
Co oznacza „brak orbity D”? Orbitale to po prostu przestrzenie wokół atomu. Jak możesz powiedzieć, że wokół atomu nie ma przestrzeni, która tworzy d-orbitę?
Trwa filozoficzna debata na temat tego, czy orbitale istnieją tylko wtedy, gdy są zaludnione, czy też zawsze tam są. Zarówno w tlenie, jak i siarki nie ma zajętego orbitalu $ d $ w stanie podstawowym (więc oba orbitale $ d $ są wolne ), ale w siarki energia promująca elektron z 3 $ orbital o wartości 3 p $ do orbitalu 3 $ jest znacznie mniejszy niż energia promująca elektron na orbitali 2 $ lub 2 $ p $ w tlenie do orbitalu $ 3 $ (orbitale $ 2 $ nie istnieją, kierunek). Prawdopodobnie oznacza to, że siarka może uzyskać dostęp do swoich orbitali 3 USD w odpowiednich warunkach, ponieważ wymagana energia promocyjna jest stosunkowo niska i może być dostarczana w sytuacjach istotnych chemicznie (więc orbital siarki 3 USD jest dostępny ).
Nie oczekuje się, że atom tlenu kiedykolwiek zapełni swój orbital $ 3,3 $ w stabilnej substancji. Możliwe jest jednak zajęcie orbitalu tlenu 3d $ przez krótką chwilę, jednak poprzez wzbudzenie atomu fotonem o odpowiedniej częstotliwości.
Jak sugeruje Nicolau w swojej odpowiedzi, orbitale nie są regionami w przestrzeni wokół jądra atomowego. Są to konstrukcje matematyczne sformułowane jako funkcje falowe opisujące właściwości elektronów, w tym ich energię, moment pędu i probabilistyczny rozkład w przestrzeni. Obrazy „orbitali”, do których przywykłeś, to funkcje gęstości prawdopodobieństwa (bezwzględna wartość kwadratu funkcji falowej).
Ostatecznie jedynym sposobem, w jaki możemy dowiedzieć się, jak wygląda funkcja gęstości prawdopodobieństwa lub jaka byłaby energia orbity, jest udawanie, że na orbicie znajduje się elektron, a następnie wykonanie obliczeń matematycznych. Zatem orbitale bez elektronów w nich równie dobrze mogą nie istnieć. Jak Nicolau i ManishEarth wskazują na tlen, orbitale w podpowłoce 3D są w zasadzie niedostępne dla elektronów w tlenie. Zatem te orbitale nie istnieją.
Tlen ma również d-orbitę. Tylko tyle, że pomiędzy nimi znajdują się orbitale 3 $ i 3 $ p $, więc dodatkowe elektrony zostaną tam wypełnione jako pierwsze. Orbital o wartości 3 USD ma zbyt dużą energię, aby mógł być użyteczny.
Ponadto hybrydyzacja prawie zawsze (z wyjątkiem związków koordynacyjnych) zachodzi dla orbitali o tej samej głównej liczbie kwantowej (liczbie powłok) . Tak więc orbitale 3 $ i 3p $ nie nadają się do przyjmowania dodatkowych elektronów / wiązań.