Definícia kvantového čísla

Lawrence Lawry/Getty Images

Kvantové číslo je hodnota, ktorá sa používa pri popise energie dostupné úrovne atómov a molekuly . An elektrón v atóme resp ión má štyri kvantové čísla na opis svojho stavu a získanie riešení Schrödingerova vlnová rovnica pre atóm vodíka.

Existujú štyri kvantové čísla:

• n - hlavné kvantové číslo : popisuje úroveň energie
• ℓ - azimutálne alebo moment hybnosti kvantové číslo : popisuje subshell
• m_ℓalebo m - magnetické kvantové číslo: popisuje orbitál podplášťa
• m_salebo s - spinové kvantové číslo : opisuje rotáciu

Kvantové číselné hodnoty

Podľa Pauliho vylučovací princíp , žiadne dva elektróny v atóme nemôžu mať rovnakú sadu kvantových čísel. Každé kvantové číslo je reprezentované buď polovičnou alebo celočíselnou hodnotou.

• Hlavné kvantové číslo je celé číslo, ktoré je číslom obalu elektrónu. Hodnota je 1 alebo vyššia (nikdy 0 alebo záporná).
• Kvantové číslo momentu hybnosti je celé číslo, ktoré predstavuje hodnotu orbitálu elektrónu (napríklad s=0, p=1). ℓ je väčší alebo rovný nule a menší alebo rovný n-1.
• Magnetické kvantové číslo je orientácia orbitálu s celočíselnými hodnotami v rozsahu od -ℓ do ℓ. Takže pre orbitál p, kde ℓ=1, m môže mať hodnoty -1, 0, 1.
• Kvantové číslo spinu je polovičná celočíselná hodnota, ktorá je buď -1/2 (nazývaná 'spin down') alebo 1/2 (nazývaná 'spin up').

Príklad kvantového čísla

Pre vonkajšie valenčné elektróny atómu uhlíka sa elektróny nachádzajú v orbitále 2p. Štyri kvantové čísla použité na opis elektrónov sú n=2, ℓ=1, m=1, 0 alebo -1 a s=1/2 (elektróny majú paralelné spiny).

Nielen pre elektróny

Zatiaľ čo kvantové čísla sa bežne používajú na opis elektrónov, možno ich použiť na opis nukleónov (protónov a neutrónov) atómu alebo elementárnych častíc.