量子数の定義

量子数は、文字で表される数のセットであり、その位置に応じて、 電子 それらが参照されている、異なるものを取る 値 可能な範囲内。 今、私たちは行きます 説明 それらのそれぞれと、指定したい電子に応じてそれらがどのように適用されるかの例を見ていきます。

主量子数（ "n"）

それは密接に関連しています エネルギー 電子が持っていること。 この数は軌道のサイズに関連しているため、「n」が大きいほどエネルギーが高くなります。 数学的には、それは私たちに電子が位置する期間を教えてくれます、そして私たちが知っているように、 周期表、物理的に最大7つあります レベル エネルギーの。 したがって、「n」は、 距離 原子の電子が配置されている場所。

二次または方位角量子数（ "ℓ"）

この数は許可します 識別 電子が占有しているエネルギーサブレベル。したがって、この場合も、軌道角運動量が大きいほど、電子のエネルギーは高くなります。 数学的には、「ℓ」は、周期表の元素の電子配置を識別するサブレベル「s」、「p」、「d」、および「f」を表します。 だからそれはからの範囲の値を取ることができます 零 最大（ "n" -1）ここで、 "n"は主量子数です。

たとえば、n = 1の場合、ℓはエネルギーサブレベル「s」に対応するため、ゼロにすることしかできません。 一方、n = 2の場合、サブレベル「s」またはサブレベル「p」の電子をそれぞれ参照できるため、ℓは0と1の両方を評価できます。 このようにして、エネルギーサブレベル「s」の場合はℓ= 0、エネルギーサブレベル「p」の場合はℓ= 1、エネルギーサブレベル「d」の場合はℓ= 2、エネルギーサブレベル「f」の場合はℓ= 3を識別します。

「n」によると、エネルギーサブレベル「s」、「p」、「d」、および「f」は軌道を追加できるため、より多くの電子を含むことに注意してください。 たとえば、n = 1、ℓ= 0で、単一の「s」サブレベルと2つの電子を含むことができる単一の軌道があります。 n = 2の場合、サブレベル「s」の場合はℓ= 0、サブレベル「p」の場合はℓ= 1で、3つの軌道を含み6つの電子を収容できます。

n = 3の場合、サブレベル「s」の場合はℓ= 0、または3つの軌道を含むことができるサブレベル「p」の場合はℓ= 1。 6つの電子またはℓ= 2を収容し、サブレベル「d」は5つの軌道を含み、10を収容できます。 電子。

最後に、n = 4の場合、サブレベル「s」の場合はℓ= 0、サブレベル「p」の場合はℓ= 1で、3つの軌道を含み、6つの電子を収容できます。 サブレベル「d」は5つの軌道を含み、10個の電子を収容できます。またはℓ= 3で、サブレベル「f」は7つの軌道を含み、14個の電子を収容できます。 電子。

これらの軌道を空間で表現したい場合、それらの形状は次のようになります。

Img：ChemistryGod

磁気量子数（ "m"）

これは、空間内の軌道の方向に関連し、各サブレベルが持つ軌道の数に関連しています。 したがって、必要な値の範囲は「-ℓ」から「ℓ」です。 たとえば、ℓ= 1の場合、サブレベル「p」には最大3つの軌道が含まれるため、「m」は-1、0、1などの値を取得します。 同様に、ℓ= 2の場合、サブレベル「d」には最大5つの軌道が含まれるため、「m」は-2、-1、0、1、または2になります。 同様に、ℓ= 0またはℓ= 4の場合に完了します。

スピン量子数（ "s"）

電子の磁気特性に関連し、それらはの回転方向を識別するのに役立ちます それぞれが異なる符号を持つため、同じ軌道内にある電子。 したがって、「s」は+1/2または-1/2の値を取ることができます。

最後のエネルギー準位に収容された電子の量子数を特定するために、塩素を例として取り上げましょう。 このためには、その電子配置を知る必要があります。これは次のとおりです。1s² 2秒² 2 P⁶3秒²3p⁵. 最後のレベルの電子はレベル3に収容されているものなので、n = 3です。 次に、サブレベル「s」または「p」にそれぞれ収容された電子に対して、ℓ= 0またはℓ= 1です。

さて、ℓ= 0（3秒²）、m = 0およびsは、そこに収容されている各電子でそれぞれ+1/2および-1/2の価値があります。 ℓ= 1の場合（3p⁵）、m = -1,0,1、sはm = -1と0の場合、そこに収容されている各電子でそれぞれ+1/2と-1/2の価値があります。 m = 1として指定された軌道は、2つの電子で完全ではないため、s = + 1/2または-1/2のいずれかを選択する必要があります。

量子数のトピック