квантовий світ Квантові числа

Квантові числа

Усі, хто вчився в школі знають, що таке атом. Курс хімії знайомить із його будовою: електронна оболонка і ядро (з протонами і нейтронами). Це проста теорія.

Шкільна програма не згадує квантові числа, але про них можна не раз можна почути з довідкових джерел, професійної літератури.

Може виникнути чимало питань у тих, хто ніби знає предмет, але вперше чує про «квантові числа».

Отже, просто і зрозуміло спробуємо це пояснити.

Потрібно зразу анонсувати, що квантові числа характеризують електрони.

Розглядати їх будемо на прикладі електронів атома Натрію.

Електронна конфігурація Na:

+11))) 1s22s22p63s1

Існує 4 типи квантових чисел:

  • головне;
  • орбітальне;
  • магнітне;
  • спінове.                      

Головне

Позначається літерою «n» («ен»).

По суті це теж саме, що і енергетичний рівень.

Характеризує загальну енергію електрона і розмір його орбіталі.

Чим вище рівень – тим більша енергія!

Цілочисельне значення n = більше 0.

Наприклад, для електронів Na +11)))

1s2   n =1

2s2  n = 2

2p6  n = 2

3s1   n = 3

Орбітальне

Позначається літерою – «l» («ел»).

Фактично, це підрівень на якому знаходиться електрон.

Характеризує форму атомної орбіталі:

  • коло – s-підрівень;
  • гантель – р-підрівень;
  • дві вісімки – d-підрівень;
  • складна просторова форма – f-підрівень.

Числові значення, яких може набувати l = від 0 до n-1.

Тобто, якщо n = 3, то максимальне значення l = 3-1=2

Наприклад, Na +11)))

1s2   l = 0

2s2  l = 0

2p6  l  = 1

3s1   l = 0

                    Магнітне

Позначається літерою – «m» («ем»).

Характеризує кількість орбіталей однакової форми на підрівні та їх орієнтацію відносно зовнішнього електричного чи магнітного поля.

Цілочисельні значення в діапазоні: від – l (ел) до + l (ел)

Наприклад, Na +11)))

1s2   m = 0

2s2  m = 0

2p6  m  = -1, 0, 1

3s1   m = 0

Спінове

Позначається літерою «s» або ms.

Характеризує обертання е навколо своєї  осі і приймає лише 2 значення: -1/2 і +1/2.

Наприклад, Na +11)))

1s2   s = 0 (-1/2 +1/2 = сумарний спін = 0 )

2s2  s = 0  (-1/2 +1/2 = сумарний спін = 0 )

2p6  s  = (-1/2 +1/2, -1/2 +1/2, -1/2 +1/2 = сумарний спін = 0 )

3s1   s = -1/2 або +1/2

Підведемо підсумок

Отже, для електронів Na +11)))

1s2   n =1;  l = 0; m = 0; s = 0

2s2  n = 2;  l = 0; m = 0; s = 0

2p6  n = 2;  l  = 1; m = -1, 0, 1; s = 0

3s1  n = 3;  l = 0; m = 0; s = 0

Квантові числа 

При створенні статті використано джерела:

  • інформаційні – Яворський В.Т “Основи теоретичної хімії: Підруч. – Львів: Вид-во НУЛП, 2008.- 348с.
  • картинка-фото для інфографіки – https://hi-news.ru/research-development/mozhno-li-otpravit-poslanie-nichego-ne-otpravlyaya.html