Numerele cuantice

numere cuantice

Proprietățile cuantice ale electronului.

Teoria Bohr atribuite patru coji de electroni K, L, M și N număr cuantic n, egal cu 1, 2, 3 și 4. Aceste cifre corespund creșterii cochilii nivelului de energie.

Cu toate acestea, o analiză atentă a spectrelor atomice arată că liniile datorită tranzițiilor dintre aceste niveluri de energie cuantică împărțită efectiv în linii subțiri. Acest lucru indică faptul că cojile de electroni este, de fapt împărțit în subshell, fiecare cu propriul său nivel de energie cuantică. subshell electronice au fost desemnate de tipul liniilor corespunzătoare din spectrele atomice ele, și anume:

s-subshell este numit „ascuțit» (ascuțit) s-line

p-subshell este denumit «principal» (principal) p-linii

d-subshell este numit „difuză» (difuză) d-line

f-subshell este numit „fundamentală» (fundamentală) f-line

s-subshell este format dintr-un e-orbital. p-subshell este compus din trei p-orbitali (vezi. Fig. 1.18), și d-subshell-cinci d-orbitali.

Liniile cauzate de tranziții între subshell care se confrunta cu divizarea în continuare atunci când atomii elementelor plasate într-un câmp magnetic extern. Această separare se numește efect Zeeman. Sa stabilit experimental că scindarea menționat este posibilă numai pentru P-, d- și f-subshell. Fiecare nivel de energie la care sunt defalcate în câmpul magnetic corespunde unui orbital într-un subshell. Câmpul magnetic nu are nici un efect asupra s-subshell, deoarece este format din doar un singur s-orbital de formă sferică.

În absența unui câmp magnetic, toate orbitali un subshell au aceeași energie. Orbitali cu aceeași energie sunt numite degenerată.

Spectrele atomice ale elementelor în anumite condiții, prezintă o separare datorită prezenței proprietăților specifice ale electronului - de spin, care poate fi vizualizată ca o rotație de electroni în jurul propriei sale axe. În direcția acestei rotație poate fi o mână dreapta (sensul acelor de ceasornic) sau stângaci (invers acelor de ceasornic). Acest lucru este prezentat schematic în Fig. 1.20.

Fig. 1.20. Spinul de electroni. Cu perechea de electroni de direcție de spin opus pot fi afișate într-o pereche de săgeți îndreptate în sens opus:

Astfel, nivelul de energie al electronilor în atom este determinat de următoarele patru caracteristici: shell subshell, orbital și de spin. Fiecare dintre aceste caracteristici este comparat un anumit număr cuantic.

Patru numere cuantice.

Numărul cuantic principal (e). Acest număr cuantic descrie învelișul în care electronul este. Se poate lua valorile

Cu cât valoarea, și cu cât nivelul de energie al carcasei. Accesoriu numărul (orbital) cuantic. Acest număr cuantic descrie subshell în care electronul este. Se poate lua valorile

unde n - numărul cuantic principal. Subshell cu numărul cuantic orbital este orbitali conținute. De exemplu,

Fig. 1.21 arată locația relativă a nivelelor de energie ale S-, p- și d-subshell, aparținând primelor patru cojile de electroni. Este important să se acorde o atenție la funcția de subshell: nivelul ei de energie este sub nivelul de S £ de la punctele obol.

Numărul cuantic magnetic (m). După cum sa arătat mai sus, toate subshell orbital audio în condiții normale sunt degenerate valoarea energetică (egal). Cu toate acestea, sub influența unui câmp magnetic exterior, energiile orbitale sunt discrete sau cuantice. Numărul cuantic magnetic al nivelurilor de energie discrete poate lua valori întregi în următoarele intervale:

De exemplu, pentru p-subshell.

Spin numărul cuantic (e). Numărul de electroni cuantic de spin poate lua doar una dintre cele două valori: fie

Valorile posibile ale celor patru numere cuantice pentru toate electronii care pot fi situate pe primele trei membrane sunt prezentate în tabelul. 1.5. Trebuie remarcat faptul că fiecare electron are propriul set de numere cuantice, care diferă de toate celelalte electroni ale atomului.

Tabelul 1.5. Numerele cuantice

Fig. 1.21. Diagrama nivelelor electronice de energie ale atomului.