Beskriv de fire kvante tal, der bruges til at karakterisere en elektron i en Atom

Kvantum er værdier, der beskriver energiens eller energiens tilstand for et atoms elektron. Tallene angiver en elektrons spin, energi, magnetisk moment og vinkelmoment. Ifølge Purdue Universitet kommer kvante tal fra Bohr-modellen, Schrödinger's Hw = Ew-bølgekvation, Hunds regler og Hund-Mulliken-orbitalteorien. For at forstå kvantetallene, der beskriver elektronerne i et atom, er det nyttigt at være fortrolig med de tilhørende fysiske og kemiske termer og principper.

Principal Quantum Number

Elektroner spinder i atomskaller kaldet orbitaler . Karakteriseret af "n" identificerer hovedkvantumet afstanden fra kernen af ​​et atom til en elektron, størrelsen af ​​orbitalen og det azimutale vinkelmoment, som er det andet kvanteantal repræsenteret ved "l." Hovedkvantumet beskriver også energien i et kredsløb, da elektroner er i konstant bevægelsesstatus, har modsatte ladninger og tiltrækkes af kernen. Orbitaler hvor n = 1 er tættere på kernen i et atom end de hvor n = 2 eller et højere tal. Når n = 1 er en elektron i jorden tilstand. Når n = 2 er orbitalerne i en ophidset tilstand.

Angular Quantum Number

Repræsenteret af "ℓ" angiver det vinkel- eller azimutale kvante nummer formen af ​​et orbitalt. Det fortæller dig også hvilket suborbital- eller atomskallelag du kan finde en elektron i. Purdue University siger, at orbitaler kan have sfæriske figurer hvor ℓ = 0, polære figurer hvor ℓ = 1 og kløverleaf former hvor ℓ = 2. En kløverformet form, der har et ekstra kronblad, er defineret af ℓ = 3. Orbitaler kan have mere komplekse former med yderligere kronblade. Vinkelkvantumtal kan have et helt tal mellem 0 og n-1 for at beskrive formen af ​​et orbitalt. Når der er sub-orbitaler eller underskaller, repræsenterer et bogstav hver type: "s" for ℓ = 0, "p" for ℓ = 1, "d" for ℓ = 2 og "f" for ℓ = 3. Orbitaler kan have flere underskaller, der resulterer i et større vinkelkvantumtal. Jo større værdien af ​​underskallen er, desto mere energi er den. Når ℓ = 1 og n = 2 er underskallen 2p, da tallet 2 repræsenterer det primære kvante nummer, og p repræsenterer delskallen.

Magnetisk kvantumtal

Magnetkvantumet tal eller "m" beskriver en orbital orientering baseret i sin form (ℓ) og energi (n). I ligninger kan du se det magnetiske kvante nummer kendetegnet ved den lille bogstav M med et abonnement ℓ, m_ {ℓ}, som fortæller orienteringen af ​​orbitalerne i et underniveau. Purdue University siger at du har brug for det magnetiske kvante nummer for enhver form, der ikke er en kugle, hvor ℓ = 0, fordi kugler kun har en orientering. På den anden side kan "kronblade" af en orbital med kløverblad eller polar form have forskellige retninger, og magnetmagnetnummeret fortæller, hvilken vej de står overfor. I stedet for at have på hinanden følgende positive integrerede tal kan et magnetisk kvanteantal have integrerede værdier på -2, -1, 0, +1 eller +2. Disse værdier deler deleskaller i individuelle orbitaler, der bærer elektronerne. Derudover har hver sub-shell 2 l + 1 orbitaler. Derfor har sub-shell s, som er lig med vinkelkvantum nummeret 0, et orbital: (2x0) + 1 = 1. Sub-shell d, som svarer til vinkelkvantum nummer 2, ville have fem orbitaler: (2x2) + 1 = 5.

Spinekvantumtal

Pauli-udelukkelsesprincippet siger, at ingen to elektroner kan have de samme n, ℓ, m eller s værdier. Derfor kan kun højst to elektroner være i samme kredsløb. Når der er to elektroner i samme kredsløb, skal de rotere i modsatte retninger, da de skaber et magnetfelt. Spindekvantumet eller s er retningen, som en elektron spinder. I en ligning kan du se dette tal repræsenteret med et lille bogstav m og et abonnent lille bogstaver s eller m_ {s}. Da en elektron kun kan rotere i en af ​​to retninger - med uret eller mod uret - er tallene, der repræsenterer s, +1/2 eller -1/2. Forskere kan referere til spin som "op", når det er mod uret, hvilket betyder at spin quantum nummeret er +1/2. Når spinnen er "nede", har den en m_ {s} -værdi på -1/2.