Definitie van kwantumgetallen

Kwantumnummers zijn een reeks cijfers die worden weergegeven door letters die, afhankelijk van de positie van de elektron waarnaar ze worden verwezen, neem verschillende waarden binnen een mogelijk bereik. Nu gaan we beschrijven elk van hen en we zullen voorbeelden zien van hoe ze worden toegepast volgens het elektron dat we willen aanwijzen.

Hoofdkwantumnummer ("n")

Het is nauw verwant aan Energie dat het elektron bezit. Hoe hoger "n", hoe hoger de energie, aangezien dit aantal gerelateerd is aan de grootte van de orbitaal. Wiskundig vertelt het ons de periode waarin het elektron zich bevindt, en zoals we weten uit de elektronische configuraties van de elementen van de Periodiek systeem, zijn er fysiek tot zeven niveaus van energie. Daarom kan "n" variëren van één tot zeven, afhankelijk van de

afstand waar het elektron van het atoom zich bevindt.

Secundair of azimutaal kwantumgetal ("ℓ")

Dit nummer staat toe identificeren het energiesubniveau dat het elektron inneemt, dus nogmaals, hoe hoger het azimutale kwantumgetal, hoe hoger de energie die het elektron heeft. Wiskundig gezien zal "ℓ" de subniveaus "s", "p", "d" en "f" vertegenwoordigen waarmee we de elektronenconfiguraties van de elementen van het periodiek systeem identificeren. Daarom kan het waarden aannemen variërend van nul tot ("n" -1) waarbij "n" het hoofdkwantumgetal is.

Als bijvoorbeeld n = 1, dan kan ℓ alleen nul zijn, omdat het overeenkomt met het energiesubniveau "s". Terwijl, als n = 2, ℓ zowel nul als één kan waarderen, omdat we kunnen verwijzen naar respectievelijk een elektron van het subniveau "s" of het subniveau "p". Op deze manier identificeren we: ℓ = 0 voor energiesubniveau "s", ℓ = 1 voor energiesubniveau "p", ℓ = 2 voor energiesubniveau "d" en ℓ = 3 voor energiesubniveau "f".

Opgemerkt moet worden dat, volgens "n", de energiesubniveaus "s", "p", "d" en "f" orbitalen kunnen toevoegen en daarom meer elektronen kunnen bevatten. Bijvoorbeeld, bij n = 1, ℓ = 0 met een enkel "s" subniveau en een enkele orbitaal die twee elektronen kan bevatten. Voor n = 2, ℓ = 0 met een subniveau "s" of ℓ = 1 met een subniveau "p" dat drie orbitalen kan bevatten en zes elektronen kan herbergen.

Voor n = 3, ℓ = 0 met een subniveau "s" of ℓ = 1 met een subniveau "p" dat drie orbitalen kan bevatten en accommoderen zes elektronen of ℓ = 2 met het subniveau "d" dat vijf orbitalen kan bevatten en plaats biedt aan tien elektronen.

Ten slotte, voor n = 4, ℓ = 0 met een subniveau "s" of ℓ = 1 met het subniveau "p" dat drie orbitalen kan bevatten en zes elektronen kan bevatten of ℓ = 2 met de subniveau "d" dat vijf orbitalen kan bevatten en tien elektronen kan bevatten of ℓ = 3 met subniveau "f" dat zeven orbitalen kan bevatten en veertien kan bevatten elektronen.

Als we deze orbitalen in de ruimte zouden willen weergeven, zou hun vorm ongeveer als volgt zijn:

Afb: ChemieGod

Magnetisch kwantumgetal ("m")

Het is gerelateerd aan de oriëntatie van de orbitaal in de ruimte en is gerelateerd aan het aantal orbitalen dat elk subniveau heeft. Daarom varieert de waarde die nodig is van "-ℓ" tot "ℓ". Voor ℓ = 1 bevat subniveau "p" bijvoorbeeld maximaal 3 orbitalen, dus "m" krijgt waarden zoals -1, 0 of 1. Evenzo, voor ℓ = 2 bevat subniveau "d" maximaal 5 orbitalen, dus "m" kan zijn: -2, -1, 0, 1 of 2. Evenzo is het voltooid voor ℓ = 0 of ℓ = 4.

Spin kwantumgetal ("s")

Gerelateerd aan de magnetische eigenschappen van het elektron en ze dienen om de draairichting van de te identificeren elektronen die zich in dezelfde orbitaal bevinden, omdat elk van hen een ander teken zal hebben. Daarom kan "s" de waarde +1/2 of -1/2 aannemen.

Laten we chloor als voorbeeld nemen om kwantumgetallen te identificeren in zijn elektronen die zich in het laatste energieniveau bevinden. Hiervoor moeten we de elektronische configuratie kennen, namelijk: 1s² 2s² 2 P⁶3s²3p⁵. De elektronen van het laatste niveau zijn die gehuisvest in niveau 3, dus: n = 3. Dan, ℓ = 0 of ℓ = 1, voor elektronen die respectievelijk zijn gehuisvest in subniveaus "s" of "p".

Nu, voor ℓ = 0 (3s²), m = 0 en s is respectievelijk +1/2 en -1/2 waard in elk van de elektronen die daar zijn gehuisvest. Voor ℓ = 1 (3p⁵), m = -1,0,1, terwijl s respectievelijk +1/2 en -1/2 waard is in elk van de elektronen die daar zijn gehuisvest voor m = -1 en 0, terwijl de Orbitaal aangeduid als m = 1 is niet compleet met twee elektronen, dus we moeten s = +1/2 of -1/2 kiezen, afhankelijk van wat volgens afspraak wordt gekozen.

Onderwerpen in kwantumgetallen