양자수의 정의

양자수는 위치에 따라 문자로 표현되는 숫자의 집합이다. 전자 그들이 참조되는 다른 가치 가능한 범위 내에서. 이제 우리는 설명하다 그들 각각과 우리는 지정하려는 전자에 따라 어떻게 적용되는지에 대한 예를 볼 것입니다.

주 양자수("n")

와 밀접한 관련이 있다 에너지 전자가 가지고 있는 것. "n"이 높을수록 에너지가 높아집니다. 이 숫자는 오비탈의 크기와 관련이 있기 때문입니다. 수학적으로, 그것은 우리에게 전자가 위치한 기간을 말해주고, 우리가 알다시피 주기율표, 물리적으로 최대 7개 레벨 에너지. 따라서 "n"은 1에서 7까지 다를 수 있습니다. 거리 원자의 전자가 위치한 곳.

2차 또는 방위각 양자수("ℓ")

이 번호는 식별하다 전자가 차지하는 에너지 하위 준위이므로 다시 방위각 양자수가 높을수록 전자의 에너지가 높아집니다. 수학적으로 "ℓ"는 주기율표 요소의 전자 구성을 식별하는 하위 수준 "s", "p", "d" 및 "f"를 나타냅니다. 그렇기 때문에 다음과 같은 값을 취할 수 있습니다. 영 최대 ("n" -1) 여기서 "n"은 주요 양자 수입니다.

예를 들어, n = 1이면 ℓ는 에너지 하위 수준 "s"에 해당하므로 0만 될 수 있습니다. 반면에 n = 2인 경우 ℓ는 0과 1의 값을 모두 가질 수 있습니다. 각각 하위 수준 "s" 또는 하위 수준 "p"의 전자를 참조할 수 있기 때문입니다. 이러한 방식으로 에너지 하위 수준 "s"에 대해 ℓ = 0, 에너지 하위 수준 "p"에 대해 ℓ = 1, 에너지 하위 수준 "d"에 대해 ℓ = 2, 에너지 하위 수준 "f"에 대해 ℓ = 3을 식별합니다.

"n"에 따르면 에너지 하위 수준 "s", "p", "d" 및 "f"는 궤도를 추가할 수 있으므로 더 많은 전자를 포함할 수 있습니다. 예를 들어, n = 1에서 단일 "s" 하위 수준과 두 개의 전자를 포함할 수 있는 단일 궤도가 있는 ℓ = 0입니다. n = 2의 경우 하위 수준 "s"가 있는 ℓ = 0 또는 3개의 오비탈을 포함하고 6개의 전자를 수용할 수 있는 하위 수준 "p"가 있는 ℓ = 1입니다.

n = 3의 경우 하위 수준 "s"가 있는 ℓ = 0 또는 3개의 오비탈을 포함할 수 있는 하위 수준 "p"가 있는 ℓ = 1 6개의 전자를 수용하거나 5개의 궤도를 포함할 수 있고 10개를 수용할 수 있는 하위 수준 "d"로 ℓ = 2 전자.

마지막으로, n = 4의 경우 ℓ = 0이고 하위 수준 "s"가 있거나 ℓ = 1이고 3개의 궤도를 포함하고 6개의 전자를 수용할 수 있는 하위 수준 "p"가 있습니다. 5개의 오비탈과 10개의 전자를 포함할 수 있는 하위 수준 "d" 또는 7개의 오비탈과 14개의 하우스를 포함할 수 있는 하위 수준 "f"가 있는 ℓ = 3 전자.

이러한 궤도를 공간에서 표현하고 싶다면 그 모양은 다음과 같을 것입니다.

Img: 화학신

자기 양자수("m")

그것은 공간에서 궤도의 방향과 관련이 있으며 각 하위 수준이 갖는 궤도의 수와 관련이 있습니다. 따라서 취하는 값의 범위는 "-ℓ"에서 "ℓ"입니다. 예를 들어, ℓ = 1의 경우 하위 수준 "p"는 최대 3개의 궤도를 포함하므로 "m"은 -1, 0 또는 1과 같은 값을 얻습니다. 유사하게, ℓ = 2인 경우 하위 수준 "d"는 최대 5개의 궤도를 포함하므로 "m"은 -2, -1, 0, 1 또는 2가 될 수 있습니다. 마찬가지로 ℓ = 0 또는 ℓ = 4에 대해 완료됩니다.

스핀 양자수("s")

전자의 자기적 특성과 관련하여 전자의 회전 방향을 식별하는 역할을 합니다. 같은 궤도 안에 있는 전자는 각각 다른 부호를 갖기 때문입니다. 따라서 "s"는 +1/2 또는 -1/2의 값을 취할 수 있습니다.

마지막 에너지 준위에 있는 전자의 양자수를 식별하기 위해 염소를 예로 들어 보겠습니다. 이를 위해 다음과 같은 전자 구성을 알아야 합니다.² 2초² 2P⁶3초²3p⁵. 마지막 수준의 전자는 수준 3에 있는 전자이므로 n = 3입니다. 그런 다음 하위 수준 "s" 또는 "p"에 각각 보관된 전자에 대해 ℓ = 0 또는 ℓ = 1입니다.

이제 ℓ = 0(3초²), m = 0이고 s는 거기에 수용된 각 전자에서 각각 +1/2 및 -1/2의 가치가 있습니다. ℓ = 1의 경우(3p⁵), m = -1,0,1인 반면 s는 m = -1 및 0에 대해 거기에 수용된 각 전자에서 각각 +1/2 및 -1/2의 가치가 있는 반면 m = 1로 지정된 궤도는 두 개의 전자로 완전하지 않으므로 s = +1/2 또는 -1/2 중 관례에 따라 선택해야 합니다.

양자수 주제