Definiția numărului cuantic

Un număr cuantic este o valoare care este utilizată la descrierea nivelurilor de energie disponibile pentru atomi și molecule. Un electron dintr-un atom sau ion are patru numere cuantice pentru a descrie starea și obținerea soluțiilor la ecuația de undă Schrödinger pentru atomul de hidrogen.

Există patru numere cuantice:

• n - numărul cuantic principal: descrie nivelul energetic
• ℓ - numărul cuantic de azimutal sau unghiular: descrie subshell-ul
• m_ℓ sau m - număr cuantic magnetic: descrie orbitalul subsferului
• m_s sau s - număr cuantic de rotire: descrie spinul

Valori numerice cuantice

Conform principiului excluderii lui Pauli, nici un electron de doi electroni nu poate avea același set de numere cuantice. Fiecare număr cuantic este reprezentat fie de o jumătate întreagă, fie de o valoare întreagă.

• Numărul cuantic principal este un număr întreg care este numărul învelișului electronului. Valoarea este de 1 sau mai mare (niciodată 0 sau negativ).
• Numărul cuantum al momentului unghiular este un număr întreg care este valoarea orbitalului electronului (de exemplu, s = 0, p = 1). ℓ este mai mare sau egală cu zero și mai mică sau egală cu n-1.
• Numărul magnetic cuantic este orientarea orbitalului cu valori întregi cuprinse între -ℓ și ℓ. Deci, pentru orbitalul p, unde ℓ = 1, m ar putea avea valori de -1, 0, 1.
• Numărul cuantic de spin este o valoare a jumătății întregi care este fie -1/2 (numită "spin down"), fie 1/2 (numită "spin up").

Exemplu de număr cuantic

Pentru electronii de valență exterioară a unui atom de carbon, electronii se găsesc în orbitalul 2p. Cele patru numere cuantice utilizate pentru a descrie electronii sunt n = 2, ℓ = 1, m = 1, 0 sau -1, și s = 1/2 (electronii au rotiri paralele).

Nu doar pentru electroni

În timp ce numerele cuantice sunt utilizate în mod obișnuit pentru a descrie electronii, ele pot fi utilizate pentru a descrie nucleonii (protonii și neutronii) unui atom sau particule elementare.