Sådan bestemmes kvantetal for elementer:en praktisk vejledning

Af Brock Cooper Opdateret 30. august 2022

Hvert element er defineret af fire kvantetal, der specificerer en elektrons energiniveau, orbitalform, orientering i rummet og spin. Disse tal er afledt af løsninger til Schrödingers ligning for atomare orbitaler.

Trin 1:Identificer det primære kvantenummer (n)

Find grundstoffet i det periodiske system. Perioden, hvori grundstoffet optræder, svarer direkte til dets hovedkvantetal n, som angiver energiskallen. For eksempel er natrium (Na) i periode3, så n=3.

Trin 2:Bestem det azimutale kvantetal (l)

l kan variere fra 0 op til n−1. For natrium, med n=3, er de mulige værdier 0,1 og 2, der repræsenterer henholdsvis s, p og d underskallene. Hver elektron i atomet optager en af disse underskaller.

Trin 3:Find det magnetiske kvantetal (m_l )

For en given l er det magnetiske kvantetal m_l spænder fra –l til +l i heltalstrin. Hvis l=2, m_l kan være –2, –1, 0, 1 eller 2, der beskriver orienteringen af d-orbitalen i det tredimensionelle rum.

Trin 4:Tildel Spin Quantum Number (m_s). )

Hver elektron kan have spin op (+½) eller spin ned (–½). Dette er det eneste tilladte sæt værdier for spin-kvantetallet.

TL;DR

Kvantetal – n, l, m_l , og m_s - beskriv fuldstændigt hver elektron. Pauli-udelukkelsesprincippet garanterer, at ikke to elektroner i et atom deler et identisk sæt af alle fire kvantetal.