Nombor kuantum

Empat nombor dan nilai yang dibenarkan

Nombor utama n=1,2,3,… menentukan kulit. Bagi n tertentu, ℓ boleh bernilai 0 hingga n−1; ℓ=0,1,2,3 dilabel s,p,d,f. Bagi ℓ tertentu, mℓ mengambil semua integer dari −ℓ hingga +ℓ, manakala mₛ ialah +1/2 atau −1/2.

Setiap pasangan n,ℓ mempunyai 2ℓ+1 orbital ruang. Setiap orbital menyediakan dua keadaan spin, tetapi prinsip Pauli melarang dua elektron dalam atom yang sama daripada berkongsi keempat-empat nombor kuantum.

Nombor utama n

Peraturan ini menentukan set keadaan yang dibenarkan dan perlu ditafsir sebagai sifat keadaan kuantum, bukan lintasan klasik elektron.

Nombor azimut ℓ

Peraturan ini menentukan set keadaan yang dibenarkan dan perlu ditafsir sebagai sifat keadaan kuantum, bukan lintasan klasik elektron.

Nombor magnet mℓ

Peraturan ini menentukan set keadaan yang dibenarkan dan perlu ditafsir sebagai sifat keadaan kuantum, bukan lintasan klasik elektron.

Kapasiti kulit dan nod

Menjumlahkan 2ℓ+1 untuk ℓ=0…n−1 memberikan n² orbital dalam kulit n. Dengan dua keadaan spin bagi setiap orbital, kapasiti maksimum ialah 2n² elektron. Ini terbit daripada pengiraan keadaan yang dibenarkan.

Orbital mempunyai n−1 nod keseluruhan: ℓ nod sudut dan n−ℓ−1 nod radial. Orbital 4d, contohnya, mempunyai tiga nod: dua sudut dan satu radial. Nod mempengaruhi penembusan dan pertindihan orbital.

Kapasiti kulit 2n²

Peraturan ini menentukan set keadaan yang dibenarkan dan perlu ditafsir sebagai sifat keadaan kuantum, bukan lintasan klasik elektron.

Nod radial

Peraturan ini menentukan set keadaan yang dibenarkan dan perlu ditafsir sebagai sifat keadaan kuantum, bukan lintasan klasik elektron.

Nod sudut

Peraturan ini menentukan set keadaan yang dibenarkan dan perlu ditafsir sebagai sifat keadaan kuantum, bukan lintasan klasik elektron.

Momentum sudut dan spin

ℓ menentukan magnitud momentum sudut orbital √[ℓ(ℓ+1)]ħ, manakala mℓ menentukan unjurannya pada paksi yang dipilih. Ini bukan orbit planet yang pasti; ia ialah hasil pengukuran operator kuantum.

Spin ialah sifat intrinsik. mₛ=±1/2 ialah unjuran spin, bukan bola kecil yang berpusing secara klasik. Penggandingan spin dengan gerakan orbital dan medan luar menghasilkan pemisahan spektrum serta sifat magnet.

Momentum sudut orbital

Peraturan ini menentukan set keadaan yang dibenarkan dan perlu ditafsir sebagai sifat keadaan kuantum, bukan lintasan klasik elektron.

Unjuran spin mₛ

Peraturan ini menentukan set keadaan yang dibenarkan dan perlu ditafsir sebagai sifat keadaan kuantum, bukan lintasan klasik elektron.

Prinsip Pauli

Peraturan ini menentukan set keadaan yang dibenarkan dan perlu ditafsir sebagai sifat keadaan kuantum, bukan lintasan klasik elektron.

Mengapa penting dalam kimia?

Nombor kuantum menentukan keadaan yang tersedia; Pauli, Hund dan susunan tenaga menentukan cara keadaan itu diisi. Daripada sini muncul konfigurasi elektron, blok jadual berkala, elektron tidak berpasangan dan pola valens.

Dalam atom sebenar, subkulit boleh sangat hampir tenaga. Susunan pengisian mudah tidak meramalkan setiap keadaan dasar, tetapi nombor kuantum masih menerangkan keadaan manakala tenaga sebenar dipengaruhi interaksi dan korelasi elektron.

Konfigurasi elektron

Peraturan ini menentukan set keadaan yang dibenarkan dan perlu ditafsir sebagai sifat keadaan kuantum, bukan lintasan klasik elektron.

Spektrum dan kemagnetan

Peraturan ini menentukan set keadaan yang dibenarkan dan perlu ditafsir sebagai sifat keadaan kuantum, bukan lintasan klasik elektron.

Contoh berjawab

Adakah set ini dibenarkan?

Kapasiti kulit n=3

Nod orbital 4d