numere cuantice și semnificația lor fizică

Atunci când se analizează simple hidrogen-sisteme funcții proprii ale ecuației Schrödinger, și anume Ψ-funcție, cuprinde trei parametri integral - n, l, m:

în care n este numit numărul cuantic principal (aceasta este același număr ca și în formula E n), l - numărul cuantic orbital, si m - numere cuantice magnetice care definesc modelul momentului unghiular și proiecția acestuia.

Fiecare dintre numerele cuantice acceptă numai valori întregi și determină că este prezis prin măsurători ale cantităților fizice de bază într-o stare cuantică dată atomului.

1) Numărul n principal cuantic. Acest număr cuantic ia valori

și determină energia totală a unui electron în orice stare cuantică, iar gradul de depărtare de la miezul (numărul nivelul de energie).

2) Orbital (azimutal) cuantic număr l. Stările cuantice cu o valoare predeterminată a numărului cuantic principal n numărul cuantic azimutal poate avea următoarele valori:

De asemenea, numărul cuantic orbital determină forma orbitali atomici.

l = 0 - s-orbital

l = 1 - p-orbital

l = 2 - d-orbital

l = 3 - f-orbital

In orice stare cuantică atom are o anumita valoare a momentului cinetic, modulul momentul cinetic orbital al unui electron se deplasează într-un atom este unic determinat de numărul cuantic orbital:

Comparând-o cu condiția de cuantificare a momentului cinetic al unui electron în mișcare în teoria lui Bohr, putem vedea că aceste condiții nu sunt aceleași. Diferența principală dintre aceste rapoarte este faptul că, în mecanica cuantică posibilă stare atomică cu impuls unghiular zero. Toate s-state și, în special, cea mai mare parte 1s stare când l = 0 obținem L = 0.

Din moment ce se deplasează în jurul unui electron de miez este o particulă încărcată, o astfel de mișcare determină fluxul de curent într-un atom închis, care poate fi caracterizat moment magnetic orbital iL.

Din perspectiva teoriei clasice a electronului în timpul o cifră de afaceri totală corespunde curentului închis

care poate fi caracterizată prin magnitudinea momentului magnetic

μ l = iπr 2 = EVR / 2

Comunicare momente mecanice și magnetice fiind determinată de raportul giromagnetic

Deoarece sarcina electronului este negativ, atunci direcția mișcării orbitale a vectorului moment magnetic iL vector opus față de direcția momentului mecanic al impulsului.

În orice stare cuantică atom are nu numai impulsul unghiular L, dar, de asemenea, un moment magnetic:

În cazul în care μ B = eh / 2m constantă universală - magneton Bohr.

3) magnetic cuantic numărul m. În stare cuantică cu o valoare predeterminată a orbital număr l cuantic. Numărul cuantic magnetic poate dura (2 l +1) a unui număr de valori diferite

Semnificația fizică a numărului cuantic magnetic rezultă din faptul că funcția de undă Ψ n l m (r, θ, φ), care descriu starea cuantică a unui electron din atom este eigenfunction momentului unghiular, unde

L ^ 2 Ψ n l m = mħΨ n l m

Rezultă că momentul cinetic al impulsului de electroni în spațiul alocat pe direcția z poate fi definit numai valori egale cu

Rezultă că momentul mecanic de proiecție cuantizare corespunde unei anumite direcții de orientare în spațiul vectorial, atunci această formulă, în general, numita formulă cuantizare spațială.

Magnetic cuantic numărul m determină orientarea orbitalii în spațiu în raport cu câmpul magnetic sau electric extern. Valorile sale variază de la + l la - l. inclusiv 0. De exemplu, cu l = 1, numărul m ia trei valori +1, 0, -1, deci există 3 tipuri de p-orbitali p x. p y. p z.

Slide-urile nu au fost, dar există un alt număr cuantic:
4) Spin numărul cuantic pentru electronul poate lua doar două valori posibile ale +1/2 și -1/2. Ele corespund celor două direcții posibile și opuse unul altuia momentul magnetic intrinsec al electronică de spin numit (din limba engleză. Spindle). Pentru a desemna electronii cu diferite rotiri sunt folosite simboluri: ↓ și ↑.