Квантовые числа

Главное квантовое число – n - определяет энергию электрона на энергетическом уровне и размер атомной орбитали. Принимает целочисленные, положительные значения: 1, 2, 3, …+ ∞.

Энергетический уровень – это совокупность электронов с одинаковым значением главного квантового числа n. Чем больше значение n, тем больше энергия электрона и размер орбитали. Число энергетических уровней в атоме равно номеру периода в периодической системе Д.И. Менделеева.

Например: элемент алюминий Al находится в III группе периодической системы, следовательно, главное квантовое число n =3, а 13 электронов атома алюминия распределяются по трем энергетическим уровням.

Орбитальное квантовое число – ℓ - определяет запас энергии электрона на энергетическом подуровне, а также форму атомной орбитали. Орбитальное квантовое число зависит от n и может принимать значения от 0 до (n-1). Энергетический подуровень составляют электроны с определенным значением ℓ. Каждому цифровому значению ℓ соответствует буквенное обозначение подуровня и определенная форма атомной орбитали:

Значение ℓ	0	1	2	3	4	5
Подуровень	s	p	d	f	g	h
Форма атомной орбитали				сложные формы

Связь главного квантового числа с орбитальным определяет число подуровней на энергетическом уровне:

Уровень	n	ℓ	Число подуровней
1	1	0	1 (sподуровень)
2	2	0,1	2 (s, p)
3	3	0,1,2	3 (s, p, d)
4	4	0,1,2,3	4 (s, p, d, f)

Магнитное квантовое число – m - характеризует пространственное расположение орбиталей и определяет число их на подуровне. Принимает значения от – ℓ ,… 0,… до + ℓ.Обозначим атомную орбиталь в виде квантовой ячейки □ и рассмотрим связь m с орбитальным квантовым числом ℓ .

Подуровень

ℓ

m

Число орбиталей на подуровне

s

0

0

1

p

1

-1, 0, +1

3

d

2

-2, -1, 0, +1, +2

5

f

3

-3, -2, -1, 0,+1, +2, +3

7

Спиновое квантовое число (спин) – s - показывает собственное вращение электрона вокруг своей оси, которое может быть по- или против часовой стрелки. Спиновое квантовое число принимает значения или.

Например: определить положение в атоме электрона, имеющего следующие значения квантовых чисел n=3, ℓ =1,m =-1, s= -1/2

3р¹ - 3 уровень(n=3), р-подуровень(ℓ =1)

↓