ความหมายของตัวเลขควอนตัม

ตัวเลขควอนตัมคือชุดของตัวเลขที่แสดงด้วยตัวอักษรซึ่งขึ้นอยู่กับตำแหน่งของ อิเล็กตรอน ที่อ้างถึงนั้นแตกต่างกัน ค่า ภายในขอบเขตที่เป็นไปได้ ตอนนี้เรากำลังจะไป บรรยาย แต่ละตัวและเราจะได้เห็นตัวอย่างวิธีการใช้ตามอิเล็กตรอนที่เราต้องการกำหนด

หมายเลขควอนตัมหลัก ("n")

มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับ พลังงาน ที่อิเล็กตรอนมีอยู่ ยิ่ง “n” สูง พลังงานก็จะยิ่งสูงขึ้น เนื่องจากตัวเลขนี้สัมพันธ์กับขนาดของวงโคจร ในทางคณิตศาสตร์ มันบอกเราถึงช่วงเวลาที่อิเล็กตรอนตั้งอยู่ และอย่างที่เราทราบจากการจัดโครงแบบอิเล็กทรอนิกส์ขององค์ประกอบของ ตารางธาตุ,มีร่างกายถึงเจ็ด ระดับ ของพลังงาน ดังนั้น "n" อาจแตกต่างกันตั้งแต่หนึ่งถึงเจ็ดขึ้นอยู่กับ ระยะทาง ซึ่งอิเล็กตรอนของอะตอมตั้งอยู่

หมายเลขควอนตัมทุติยภูมิหรือราบ ("ℓ")

ตัวเลขนี้ช่วยให้ แยกแยะ ระดับย่อยของพลังงานที่อิเล็กตรอนครอบครอง ดังนั้น ยิ่งจำนวนควอนตัม azimuthal สูงเท่าใด อิเล็กตรอนก็จะยิ่งมีพลังงานมากขึ้นเท่านั้น ในทางคณิตศาสตร์ "ℓ" จะแสดงระดับย่อย "s", "p", "d" และ "f" ที่เราระบุการกำหนดค่าอิเล็กตรอนขององค์ประกอบของตารางธาตุ จึงสามารถหาค่าได้ตั้งแต่

ศูนย์ มากถึง ("n" -1) โดยที่ "n" คือเลขควอนตัมหลัก

ตัวอย่างเช่น ถ้า n = 1 ดังนั้น ℓ จะเป็นศูนย์เท่านั้น เนื่องจากสอดคล้องกับระดับย่อยของพลังงาน "s" ในขณะที่ถ้า n = 2 ℓ สามารถให้ค่าทั้งศูนย์และหนึ่ง เนื่องจากเราสามารถอ้างถึงอิเล็กตรอนของระดับย่อย "s" หรือระดับย่อย "p" ได้ตามลำดับ ด้วยวิธีนี้ เราระบุ: ℓ = 0 สำหรับระดับย่อยของพลังงาน "s", ℓ = 1 สำหรับระดับย่อยของพลังงาน "p", ℓ = 2 สำหรับระดับย่อยของพลังงาน "d" และ ℓ = 3 สำหรับระดับย่อยของพลังงาน "f"

ควรสังเกตว่าตาม "n" พลังงานระดับย่อย "s", "p", "d" และ "f" สามารถเพิ่มออร์บิทัลได้ ดังนั้นจึงประกอบด้วยอิเล็กตรอนมากขึ้น ตัวอย่างเช่น ที่ n = 1 ℓ = 0 ที่มีระดับย่อย “s” เดียวและออร์บิทัลเดี่ยวที่สามารถบรรจุอิเล็กตรอนได้สองตัว สำหรับ n = 2 ℓ = 0 ที่มีระดับย่อย “s” หรือ ℓ = 1 ที่มีระดับย่อย “p” ที่สามารถมีออร์บิทัลได้สามออร์บิทัลและบรรจุอิเล็กตรอนได้ 6 ตัว

สำหรับ n = 3, ℓ = 0 ที่มีระดับย่อย “s” หรือ ℓ = 1 ที่มีระดับย่อย “p” ที่มีสามออร์บิทัลและ รองรับอิเล็กตรอนได้ 6 ตัวหรือ ℓ = 2 โดยมี "d" ระดับย่อยที่สามารถมีออร์บิทัลได้ 5 ออร์บิทัลและรองรับ ten อิเล็กตรอน

สุดท้าย สำหรับ n = 4 ℓ = 0 ที่มีระดับย่อย “s” หรือ ℓ = 1 ที่มีระดับย่อย “p” ที่สามารถบรรจุสามออร์บิทัลและรองรับอิเล็กตรอนได้ 6 ตัว หรือ ℓ = 2 ด้วย ระดับย่อย “d” ที่สามารถมีห้าออร์บิทัลและบ้านสิบอิเล็กตรอนหรือ ℓ = 3 กับระดับย่อย “f” ที่สามารถมีเจ็ดออร์บิทัลและบ้านสิบสี่ อิเล็กตรอน

หากเราต้องการแสดงออร์บิทัลเหล่านี้ในอวกาศ รูปร่างของพวกมันจะมีลักษณะดังนี้:

Img: ChemistryGod

เลขควอนตัมแม่เหล็ก ("m")

มันเกี่ยวข้องกับการวางแนวของวงโคจรในอวกาศและเกี่ยวข้องกับจำนวนของออร์บิทัลที่แต่ละระดับย่อยมี ดังนั้น ค่าที่ใช้จึงอยู่ในช่วงตั้งแต่ "-ℓ" ถึง "ℓ" ตัวอย่างเช่น สำหรับ ℓ = 1 ระดับย่อย “p” ประกอบด้วยออร์บิทัลสูงสุด 3 ออร์บิทัล ดังนั้น “m” จึงได้ค่าเช่น -1, 0 หรือ 1 ในทำนองเดียวกัน สำหรับ ℓ = 2 ระดับย่อย "d" มีออร์บิทัลมากถึง 5 ออร์บิทัล ดังนั้น "m" สามารถเป็น: -2, -1, 0, 1 หรือ 2 ในทำนองเดียวกัน จะเสร็จสมบูรณ์สำหรับ ℓ = 0 หรือ ℓ = 4

หมุนหมายเลขควอนตัม ("s")

เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติแม่เหล็กของอิเล็กตรอนและทำหน้าที่ระบุทิศทางการหมุนของ อิเล็กตรอนที่อยู่ในวงโคจรเดียวกัน เนื่องจากแต่ละตัวจะมีเครื่องหมายต่างกัน ดังนั้น "s" จึงมีค่าเท่ากับ +1/2 หรือ -1/2

ลองใช้คลอรีนเป็นตัวอย่าง เพื่อระบุจำนวนควอนตัมในอิเล็กตรอนที่อยู่ในระดับพลังงานสุดท้าย สำหรับสิ่งนี้เราจำเป็นต้องรู้การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งก็คือ: 1s² 2s² 2 ปี⁶3s²3p⁵. อิเลคตรอนระดับสุดท้ายคืออิเลคตรอนที่อยู่ในระดับ 3 ดังนั้น: n = 3 จากนั้น ℓ = 0 หรือ ℓ = 1 สำหรับอิเล็กตรอนที่อยู่ในระดับย่อย "s" หรือ "p" ตามลำดับ

ตอนนี้ สำหรับ ℓ = 0 (3s²) m = 0 และ s มีค่า +1/2 และ -1/2 ตามลำดับในอิเล็กตรอนแต่ละตัวที่อยู่ตรงนั้น สำหรับ ℓ = 1 (3p⁵) m = -1,0,1 ในขณะที่ s มีค่า +1/2 และ -1/2 ตามลำดับ ในแต่ละอิเล็กตรอนที่อยู่ในนั้นสำหรับ m = -1 และ 0 ในขณะที่ ออร์บิทัลที่กำหนดเป็น m = 1 จะไม่สมบูรณ์ด้วยอิเล็กตรอนสองตัว ดังนั้นเราต้องเลือก s = +1/2 หรือ -1/2 แล้วแต่ว่าจะเลือกแบบใดโดยแบบแผน

หัวข้อในตัวเลขควอนตัม