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 m_s.

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

 

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