Квантовые числа

Квантовые числа — это энергетические параметры, определяющие состояние электрона и тип атомной орбитали, на которой он находится. Квантовые числа необходимы для описания состояния каждого электрона в атоме. Всего 4-ре квантовых числа. Это: главное квантовое число — n, орбитальное квантовое число — l, магнитное квантовое число — m_l и спиновое квантовое число — m_s.

Главное квантовое число — n.

Главное квантовое число — n — определяет энергетический уровень электрона, удалённость энергетического уровня от ядра и размер электронного облака. Главное квантовое число принимает любые целочисленные значения, начиная с n=1 (n=1,2,3,…) и соответствует номеру периода.

Орбитальное квантовое число — l.

Орбитальное квантовое число — l — определяет геометрическую форму атомной орбитали. Орбитальное квантовое число принимает любые целочисленные значения, начиная с l=0 (l=0,1,2,3,…n-1). Независимо от номера энергетического уровня, каждому значению орбитального квантового числа соответствует орбиталь особой формы. «Набор» таких орбиталей с одинаковыми значениями главного квантового числа называется энергетическим уровнем. Каждому значению орбитального квантового числа соответствует орбиталь особой формы. Значению орбитального квантового числа l=0 соответствует s-орбиталь (1-ин тип). Значению орбитального квантового числа l=1 соответствуют p-орбитали (3-ри типа). Значению орбитального квантового числа l=2 соответствуют d-орбитали (5-ть типов). Значению орбитального квантового числа l=3 соответствуют f-орбитали (7-мь типов).

f-орбитали имеют ещё более сложную форму. Каждый тип орбитали — это объём пространства, в котором вероятность нахождения электрона — максимальна.

Магнитное квантовое число — m_l.

Магнитное квантовое число — m_l — определяет ориентацию орбитали в пространстве относительно внешнего магнитного или электрического поля. Магнитное квантовое число принимает любые целочисленные значения отl до +l, включая 0. Это означает, что для каждой формы орбитали существует 2l+1 энергетически равноценных ориентаций в пространстве — орбиталей.

Для s-орбитали:

l=0, m=0 — одна равноценная ориентация в пространстве (одна орбиталь).

Для p-орбитали:

l=1, m=-1,0,+1 — три равноценные ориентации в пространстве (три орбитали).

Для d-орбитали:

l=2, m=-2,-1,0,1,2 — пять равноценных ориентаций в пространстве (пять орбиталей).

Для f-орбитали:

l=3, m=-3,-2,-1,0,1,2,3 — семь равноценных ориентаций в пространстве (семь орбиталей).

Спиновое квантовое число — m_s.

Спиновое квантовое число — m_s — определяет магнитный момент, возникающий при вращении электрона вокруг своей оси. Спиновое квантовое число может принимать лишь два возможных значения +½ и -½. Они соответствуют двум возможным и противоположным друг другу направлениям собственного магнитного момента электрона — спинам. Для обозначения электронов с различными спинами используются символы: 5 и 6.