Kvantenummerdefinisjon

Lawrence Lawry/Getty Images

Et kvantenummer er en verdi som brukes når du beskriver energi nivåer tilgjengelig for atomer og molekyler . An elektron i et atom eller ion har fire kvantetall for å beskrive tilstanden og gi løsninger til Schrödinger-bølgeligningen for hydrogenatomet.

Det er fire kvantetall:

• n - hovedkvantenummer : beskriver energinivået
• ℓ - asimutal eller vinkelmoment kvantenummer : beskriver underskallet
• m_ℓeller m - magnetisk kvantenummer: beskriver omløpet til underskallet
• m_seller s - spinn kvantenummer : beskriver spinn

Kvantenummerverdier

Ifølge Pauli eksklusjonsprinsipp , ingen to elektroner i et atom kan ha samme sett med kvantetall. Hvert kvantetall er representert med enten et halvt heltall eller et heltall.

• Hovedkvantetallet er et heltall som er tallet på elektronets skall. Verdien er 1 eller høyere (aldri 0 eller negativ).
• Vinkelmomentet kvantetallet er et heltall som er verdien av elektronets orbital (for eksempel s=0, p=1). ℓ er større enn eller lik null og mindre enn eller lik n-1.
• Det magnetiske kvantetallet er orienteringen til orbitalen med heltallsverdier fra -ℓ til ℓ. Så for p-orbitalen, der ℓ=1, kan m ha verdier på -1, 0, 1.
• Spinnkvantetallet er en halvheltallsverdi som enten er -1/2 (kalt 'spinn ned') eller 1/2 (kalt 'spinn opp').

Eksempel på kvantenummer

For de ytre valenselektronene til et karbonatom finnes elektronene i 2p-orbitalen. De fire kvantetallene som brukes til å beskrive elektronene er n=2, ℓ=1, m=1, 0 eller -1, og s=1/2 (elektronene har parallelle spinn).

Ikke bare for elektroner

Samtidig som kvantetall brukes ofte til å beskrive elektroner, de kan brukes til å beskrive nukleonene (protoner og nøytroner) til et atom eller elementærpartikler.