Definicija kvantnega števila

Lawrence Lawry/Getty Images

Kvantno število je vrednost, ki se uporablja pri opisovanju energija ravni, ki so na voljo atomi in molekule . An elektron v atom oz ion ima štiri kvantna števila za opis stanja in daje rešitve za Schrödingerjeva valovna enačba za atom vodika.

Obstajajo štiri kvantna števila:

• n - glavno kvantno število : opisuje raven energije
• ℓ - azimutalno oz kvantno število kotne količine : opisuje podlupino
• m_ℓali m - magnetno kvantno število: opisuje orbitalo podlupine
• m_sali s- spinsko kvantno število : opisuje vrtenje

Vrednosti kvantnih števil

Glede na Paulijevo izključitveno načelo nobena dva elektrona v atomu ne moreta imeti enakega niza kvantnih števil. Vsako kvantno število je predstavljeno s polcelo ali celo vrednostjo.

• Glavno kvantno število je celo število, ki je število elektronske ovojnice. Vrednost je 1 ali več (nikoli 0 ali negativno).
• Kvantno število kotne količine je celo število, ki je vrednost orbite elektrona (na primer s=0, p=1). ℓ je večji ali enak nič in manjši ali enak n-1.
• Magnetno kvantno število je usmerjenost orbitale s celimi vrednostmi v razponu od -ℓ do ℓ. Torej, za orbitalo p, kjer je ℓ=1, ima lahko m vrednosti -1, 0, 1.
• Kvantno število vrtenja je polcela vrednost, ki je bodisi -1/2 (imenovano 'vrtenje navzdol') ali 1/2 (imenovano 'vrtenje navzgor').

Primer kvantnega števila

Za zunanje valenčne elektrone ogljikovega atoma se elektroni nahajajo v 2p orbitali. Štiri kvantna števila, ki se uporabljajo za opisovanje elektronov, so n=2, l=1, m=1, 0 ali -1 in s=1/2 (elektroni imajo vzporedne vrtljaje).

Ne samo za Electrons

Medtem kvantna števila se običajno uporabljajo za opisovanje elektronov, se lahko uporabljajo za opisovanje nukleonov (protonov in nevtronov) atoma ali osnovnih delcev.