Kandungan
Nombor kuantum adalah nilai yang menggambarkan tenaga atau keadaan bertenaga elektron atom. Angka-angka menunjukkan spin elektron, tenaga, momen magnetik dan sudut sudut. Menurut Purdue University, jumlah kuantum berasal dari model Bohr, persamaan gelombang Hw = Ew Schrödinger, aturan Hund dan teori orbit Hund-Mulliken. Untuk memahami nombor kuantum yang menggambarkan elektron dalam atom, ia membantu untuk mengetahui dengan terma dan prinsip fizik dan kimia yang berkaitan.
Nombor Kuantum Utama
Spin elektron dalam peluru atom dipanggil orbital. Disifatkan oleh "n," nombor kuantum utama mengenalpasti jarak dari nukleus atom ke elektron, saiz orbit dan momentum sudut azimut, iaitu nombor kuantum kedua yang diwakili oleh "ℓ." Nombor kuantum utama juga menggambarkan tenaga orbital sebagai elektron berada dalam keadaan gerakan yang berterusan, mempunyai caj yang bertentangan, dan tertarik kepada nukleus. Orbital di mana n = 1 adalah lebih dekat dengan nukleus atom daripada yang mana n = 2 atau nombor yang lebih tinggi. Apabila n = 1, satu elektron berada dalam keadaan dasar. Apabila n = 2, orbital berada dalam keadaan teruja.
Nombor Kuantum Sudut
Mewakili oleh "ℓ," bilangan kuantum sudut atau azimut, mengenal pasti bentuk orbital. Ia juga memberitahu anda yang suborbital, atau lapisan shell atom, anda boleh mencari elektron di. Purdue University mengatakan bahawa orbit boleh mempunyai bentuk bulat di mana ℓ = 0, bentuk kutub di mana ℓ = 1 dan bentuk cloverleaf di mana ℓ = 2. Bentuk cloverleaf yang mempunyai kelopak tambahan ditentukan oleh ℓ = 3. Orbital boleh mempunyai bentuk yang lebih kompleks dengan kelopak tambahan. Nombor kuantum sudut boleh mempunyai bilangan integer antara 0 dan n-1 untuk menggambarkan bentuk orbital. Apabila ada sub-orbital, atau sub-shell, huruf mewakili setiap jenis: "s" untuk ℓ = 0, "p" untuk ℓ = 1, "d" untuk ℓ = 2 dan "f" untuk ℓ = 3. Orbital boleh mempunyai lebih banyak sub-shell yang menghasilkan nombor kuantum sudut yang lebih besar. Semakin besar nilai sub-shell, semakin bertenaga itu. Apabila ℓ = 1 dan n = 2, sub-shell adalah 2p kerana nombor 2 mewakili nombor kuantum utama dan p mewakili sub-shell.
Nombor Kuantum Magnetik
Nombor kuantum magnet, atau "m," menerangkan orientasi orbit berdasarkan bentuknya (ℓ) dan tenaga (n). Dalam persamaan, anda akan melihat nombor kuantum magnet yang ditandakan dengan huruf kecil M dengan subskrip ℓ, m_ {ℓ}, yang memberitahu anda orientasi orbital dalam sub-level. Purdue University menyatakan bahawa anda memerlukan nombor kuantum magnet untuk sebarang bentuk yang bukan sfera, di mana ℓ = 0, kerana sfera hanya mempunyai satu orientasi. Sebaliknya, "kelopak" orbital dengan bentuk cloverleaf atau polar boleh menghadapi arah yang berbeza, dan nombor kuantum magnet memberitahu jalan yang mereka hadapi. Daripada nombor integral positif yang berturut-turut, nombor kuantum magnet boleh mempunyai nilai-nilai integral sebanyak -2, -1, 0, +1 atau +2. Nilai-nilai ini membahagi sub-shell menjadi orbital individu yang membawa elektron. Di samping itu, setiap sub-shell mempunyai orbital 2 ℓ + 1. Oleh itu, sub-shell s, yang bersamaan dengan bilangan kuantum sudut 0, mempunyai satu orbit: (2x0) + 1 = 1. Sub-shell d, yang bersamaan dengan bilangan kuantum sudut 2, akan mempunyai lima orbital: (2x2) + 1 = 5.
Nombor Kuantum Spin
Prinsip Pengecualian Pauli mengatakan bahawa tiada dua elektron boleh mempunyai nilai n, ℓ, m atau s yang sama. Oleh itu, hanya maksimum dua elektron boleh berada di orbital yang sama. Apabila terdapat dua elektron dalam orbital yang sama, ia mesti berputar ke arah yang bertentangan, kerana ia menghasilkan medan magnet. Nombor kuantum spin, atau s, adalah arah yang berputar elektron. Dalam persamaan, anda mungkin melihat nombor ini diwakili oleh huruf kecil dan huruf kecil subskrip s, atau m_ {s}. Oleh kerana elektron hanya boleh berputar di salah satu daripada dua arah - mengikut arah jam atau lawan jam - nombor yang mewakili s adalah +1/2 atau -1/2. Para saintis boleh merujuk kepada putaran sebagai "naik" apabila kaunternya mengikut arah jam, yang bermaksud nombor kuantum berputar adalah +1 / 2. Apabila putaran "turun," ia mempunyai nilai m_ {s} -1/2.