კვანტური რიცხვების განმარტება

კვანტური რიცხვები არის რიცხვების ერთობლიობა, რომლებიც წარმოდგენილია ასოებით, რომლებიც დამოკიდებულია პოზიციის მიხედვით ელექტრონი რომელზედაც ისინი მოხსენიებულია, აიღეთ განსხვავებული ღირებულებები შესაძლო დიაპაზონში. ახლა ჩვენ ვაპირებთ აღწერე თითოეულ მათგანს და ჩვენ ვნახავთ მაგალითებს, თუ როგორ გამოიყენება ისინი იმ ელექტრონის მიხედვით, რომლის აღნიშვნაც გვინდა.

ძირითადი კვანტური რიცხვი ("n")

მჭიდროდ არის დაკავშირებული ენერგია რომელსაც ელექტრონი ფლობს. რაც უფრო მაღალია "n", მით მეტია ენერგია, რადგან ეს რიცხვი დაკავშირებულია ორბიტალის ზომასთან. მათემატიკურად, ის გვეუბნება იმ პერიოდს, სადაც ელექტრონი მდებარეობს და როგორც ვიცით ელემენტების ელექტრონული კონფიგურაციებიდან. Პერიოდული ცხრილი, ფიზიკურად შვიდამდეა დონეები ენერგიის. აქედან გამომდინარე, "n" შეიძლება განსხვავდებოდეს ერთიდან შვიდამდე, დამოკიდებულია

მანძილი რომელზედაც მდებარეობს ატომის ელექტრონი.

მეორადი ან აზიმუტალური კვანტური რიცხვი ("ℓ")

ეს რიცხვი იძლევა საშუალებას იდენტიფიცირება ენერგეტიკული ქვედონე, რომელსაც ელექტრონი იკავებს, ასე რომ, კიდევ ერთხელ, რაც უფრო მაღალია აზიმუთალური კვანტური რიცხვი, მით მეტია ენერგია ელექტრონს. მათემატიკურად, "ℓ" წარმოადგენს ქვედონეებს "s", "p", "d" და "f", რომლებითაც ჩვენ განვსაზღვრავთ პერიოდული ცხრილის ელემენტების ელექტრონულ კონფიგურაციას. ამიტომ მას შეუძლია მიიღოს მნიშვნელობები დაწყებული ნული მდე ("n" -1), სადაც "n" არის ძირითადი კვანტური რიცხვი.

მაგალითად, თუ n = 1, მაშინ ℓ შეიძლება იყოს მხოლოდ ნული, რადგან ის შეესაბამება ენერგიის ქვედონე "s". მაშინ როცა, თუ n = 2, ℓ-ს შეუძლია აფასოს როგორც ნული, ასევე ერთი, ვინაიდან ჩვენ შეგვიძლია ვიგულისხმოთ ქვედონეზე "s" ან ქვედონეზე "p" ელექტრონი შესაბამისად. ამ გზით ჩვენ განვსაზღვრავთ: ℓ = 0 ენერგიის ქვედონესთვის "s", ℓ = 1 ენერგიის ქვედონესთვის "p", ℓ = 2 ენერგიის ქვედონესთვის "d" და ℓ = 3 ენერგიის ქვედონესთვის "f".

უნდა აღინიშნოს, რომ „n“-ის მიხედვით, ენერგეტიკულ ქვედონეებს „s“, „p“, „d“ და „f“ შეუძლიათ ორბიტალების დამატება და, შესაბამისად, მეტი ელექტრონის შემცველობა. მაგალითად, n = 1-ზე, ℓ = 0 ერთი „s“ ქვედონეით და ერთი ორბიტალით, რომელიც შეიძლება შეიცავდეს ორ ელექტრონს. n = 2-ისთვის, ℓ = 0 ქვედონეით "s" ან ℓ = 1 ქვედონეით "p", რომელიც შეიძლება შეიცავდეს სამ ორბიტალს და მოთავსდეს ექვს ელექტრონს.

n = 3-ისთვის, ℓ = 0 ქვედონეით "s" ან ℓ = 1 ქვედონეით "p", რომელიც შეიძლება შეიცავდეს სამ ორბიტალს და განთავსდება ექვსი ელექტრონი ან ℓ = 2 ქვედონეზე "d", რომელიც შეიძლება შეიცავდეს ხუთ ორბიტალს და მოიცავდეს ათს ელექტრონები.

და ბოლოს, n = 4-ისთვის, ℓ = 0 ქვედონეით „s“ ან ℓ = 1 ქვედონეით „p“, რომელიც შეიძლება შეიცავდეს სამ ორბიტალს და მოიცავდეს ექვს ელექტრონს ან ℓ = 2 ქვედონე "d", რომელიც შეიძლება შეიცავდეს ხუთ ორბიტალს და შეიცავს ათი ელექტრონს ან ℓ = 3 ქვედონეზე "f", რომელიც შეიძლება შეიცავდეს შვიდ ორბიტალს და სახლი თოთხმეტი. ელექტრონები.

თუ გვინდოდა ამ ორბიტალების წარმოდგენა სივრცეში, მათი ფორმა იქნებოდა დაახლოებით შემდეგი:

Img: ChemistryGod

მაგნიტური კვანტური რიცხვი ("მ")

იგი დაკავშირებულია ორბიტალის ორიენტაციასთან სივრცეში და დაკავშირებულია ორბიტალების რაოდენობასთან, რომელიც აქვს თითოეულ ქვედონეს. ამიტომ, მნიშვნელობა, რომელსაც ის იღებს, მერყეობს "-ℓ"-დან "ℓ"-მდე. მაგალითად, ℓ = 1-ისთვის, ქვედონე "p" შეიცავს 3-მდე ორბიტალს, ამიტომ "m" იძენს მნიშვნელობებს, როგორიცაა -1, 0 ან 1. ანალოგიურად, ℓ = 2-ისთვის ქვედონე "d" შეიცავს 5-მდე ორბიტალს, ამიტომ "m" შეიძლება იყოს: -2, -1, 0, 1 ან 2. ანალოგიურად, იგი სრულდება ℓ = 0 ან ℓ = 4.

კვანტური რიცხვი ("s")

დაკავშირებულია ელექტრონის მაგნიტურ თვისებებთან და ემსახურება ბრუნვის მიმართულების იდენტიფიცირებას ელექტრონები, რომლებიც განლაგებულია იმავე ორბიტალში, რადგან თითოეულ მათგანს ექნება განსხვავებული ნიშანი. ამიტომ, "s"-ს შეუძლია მიიღოს მნიშვნელობა +1/2 ან -1/2.

ავიღოთ ქლორი, როგორც მაგალითი, რათა დავადგინოთ კვანტური რიცხვები მის ელექტრონებში, რომლებიც მოთავსებულია ბოლო ენერგეტიკულ დონეზე. ამისთვის უნდა ვიცოდეთ მისი ელექტრონული კონფიგურაცია, რომელიც არის: 1s² 2 წმ² 2 პ⁶3 წმ²3გვ⁵. ბოლო დონის ელექტრონები არის მე-3 დონეზე განთავსებული ელექტრონები, ასე რომ: n = 3. შემდეგ, ℓ = 0 ან ℓ = 1, ელექტრონებისთვის, რომლებიც განთავსებულია შესაბამისად "s" ან "p" ქვედონეებში.

ახლა, ℓ = 0-ისთვის (3 წმ²), m = 0 და s უდრის +1/2 და -1/2 შესაბამისად თითოეულ ელექტრონში განთავსებული იქ. იყიდება ℓ = 1 (3გვ⁵), m = -1,0,1, ხოლო s ღირს +1/2 და -1/2 შესაბამისად თითოეულ ელექტრონში m = -1 და 0, ხოლო ორბიტალი, რომელიც მითითებულია როგორც m = 1, არ არის სრული ორი ელექტრონით, ამიტომ ჩვენ უნდა ავირჩიოთ s = +1/2 ან -1/2, რომელი არჩეულია კონვენციით.

თემები კვანტურ რიცხვებში