Quantum számokat és azok fizikai jelentését

Ha figyelembe vesszük az egyszerű hidrogén-rendszerek saját funkcióit a Schrödinger-egyenlet, azaz Ψ-funkció, tartalmazhat három összetett paraméter - n, L, M:

ahol n az úgynevezett főkvantumszám (ez azonos számú, mint, hogy a képletben az E n), l - orbitális kvantum száma, és m - mágneses kvantum számokat meghatározó modell szögsebesség és a vetítés.

Mind a kvantum számok csak azt fogadja egész értékeket, és meghatározza, hogy az előrejelzések mérésekkel alapvető fizikai mennyiségek egy adott kvantum állapotát az atom.

1) A főkvantumszámú n. Ez kvantumszám vesz értékek

és meghatározza a teljes energia egy elektront tartalmaz bármely kvantum állapotban, és ennek mértékét a távolságuk a mag (az energia szint száma).

2) Orbital (azimutális) kvantum szám l. A kvantumállapotok egy előre meghatározott értéket, a fő kvantum n szám azimutális kvantumszám lehet a következő értékeket:

Továbbá, az orbitális kvantum szám határozza meg az alakja atomi pályák.

L = 0 - s-orbitális

l = 1 - p-orbitális

L = 2 - d-orbitális

L = 3 - F-orbitális

Mindenesetre atom kvantum állapotban van egy bizonyos értéket a perdület, a modul orbitális impulzusmomentum egy elektron mozog egy atom egyedileg határozzuk meg az orbitális kvantum száma:

Összehasonlítva azzal a feltétellel, hogy a kvantálás impulzusmomentum egy mozgó elektron a Bohr, azt látjuk, hogy ezek a feltételek nem azonosak. A fő különbség ezek az arányok az, hogy a kvantummechanika lehet atomi állapotban nulla perdület. Az összes S-állapotok, és különösen, többnyire 1s-állapotba, amikor L = 0 azt kapjuk, L = 0.

Mivel mozgó egy mag köré Electron egy töltött részecske, mint mozgás következtében az áram zárt atom, amelyet az jellemez, orbitális mágneses pillanatban wl.

Szemszögéből a klasszikus elmélet az elektron során teljes forgalom megegyezik a zárt jelenlegi

amely jellemzi a nagysága a mágneses momentum

μ L = iπr 2 = EVR / 2

Kommunikációs mechanikai és mágneses momentuma határozza meg a giromágneses aránya

Mivel az elektron töltése negatív, akkor az irányt a körpályás mozgását a mágneses nyomaték vektor wl vektor irányával ellentétes irányban a mechanikai impulzusnyomatékhajtómű.

Mindenesetre atom kvantum állapotban van nem csak a perdület L, hanem egy mágneses nyomatéka:

Ahol μ B = EH / 2m univerzális állandó - a Bohr magneton.

3) A mágneses kvantumszám m. A kvantum állapotban egy előre meghatározott értéket a orbitális kvantum szám l. mágneses kvantumszám vehet (2 liter + 1) számos különböző értékeket

A fizikai értelmében a mágneses kvantumszám abból a tényből következik, hogy a hullám funkció Ψ N L m (r, θ, φ), amely leírja a kvantum állapotát az elektron az atom sajátfüggvények a perdület, ahol

L ^ 2 Ψ n l m = mħΨ N L m

Ebből következik, hogy a perdület az elektron impulzus a kijelölt helyet a Z irányú lehet csak meghatározott értékeket egyenlő

Ebből következik, hogy a kvantálási nyúlvány mechanikai pillanatban megfelel egy bizonyos orientációs irányú a vektorban térben, majd ez a képlet általában az úgynevezett általános képletű térbeli kvantálás.

A mágneses kvantumszám m meghatározza a tájékozódás a pályák a térben képest a külső mágneses vagy elektromos mező. A értékek változnak + L - l. beleértve 0. Például, L = 1, az m vesz három érték +1, 0, -1, így van 3 típusú p-pályák p x. p y. p z.

A diák nem volt, de van egy másik kvantum száma:
4) spin kvantumszám s az elektron csak akkor két lehetséges értéke +1/2 és -1/2. Ezek megfelelnek a két lehetséges és ellentétes irányban egymáshoz intrinsic mágneses pillanatban a elektron spin nevezett (az angol. Spindle). Jelölésére elektronok különböző pörgetést alkalmaznak szimbólumok: ↓ és ↑.