Kvantne številke in njihov fizični pomen

Večina kvantne mehanike ostaja zunaj meja razumevanja, mnogi se zdijo fantastični. Enako velja za kvantne številke, katerih narava je še danes skrivnostna. Članek opisuje koncept, vrste in splošna načela dela z njimi.

Splošne značilnosti

Celotne ali delno celo število kvantnih števil v fizikalnih količinah določajo vse možne diskretne vrednosti, ki označujejo sisteme kvantov (molekula, atoma, jedra) in elementarnih delcev. Njihova uporaba je tesno povezana z obstojem Planckova konstanta. Diskretnost, ki teče v mikrokosmosu procesov, odraža kvantne številke in njihov fizični pomen. Prvič so jih predstavili, da bi opisali zakonitosti atomskih spektrov. Toda fizični pomen in diskretnost posameznih količin sta bila razkrita samo v kvantni mehaniki.
Komplet, ki določa izčrpno stanje tega sistema, se imenuje celoten. Vse države, ki so odgovorne za možne vrednosti iz takega sklopa, tvorijo popoln sistem držav. Kvantna števila v kemiji s stopnjami svobode elektronov ga določajo v treh prostorskih koordinatah in notranji stopnji svobode - spin.

Konfiguracije elektronov in atomov

Jedro in elektroni se nahajajo v atomu, med katerim delujejo sile elektrostatične narave. Energija se bo povečala, ko se razdalja med jedrom in elektronom zmanjša. Verjamemo, da potencialna energija bo enako nič, če ga neomejeno odstranimo iz jedra. To stanje se uporablja kot izvor. Tako se določi relativna energija elektronov.

Elektronska lupina je niz energijske ravni. Pripadnost enemu od njih je izražena z glavnim kvantnim številom n.

Glavna številka

Nanaša se na določeno raven energije z nizom orbitalov, v katerih so podobne vrednosti, ki jih sestavljajo naravnih številk: n = 1, 2, 3, 4, 5hellip- Ko elektron prehaja iz ene stopnje v drugo, se spremeni glavna kvantna številka. Treba je upoštevati, da vse ravni niso napolnjene z elektroni. Ko je atomska lupina napolnjena, se uresniči načelo najmanj energije. Njegovo stanje v tem primeru se imenuje neeksenzitivno ali osnovno.

Orbitalne številke

V vsaki ravni so orbitalne naprave. Tisti, ki imajo podobno energijo, tvorijo podlage. Ta naloga se izvaja preko orbitalna (ali kot se imenuje -) strani quantum number l, pri kateri se vrednosti celo število od nič do n - 1. Ker elektronov z glavnimi in orbitalno kvantno število n in L, lahko iz l = 0 in konča z l = n - 1.

To kaže naravo gibanja ustreznega podlage in ravni energije. Za l = 0 in poljubno vrednost n, ima elektronski oblak obliko krogle. Njegov polmer bo neposredno proporcionalen n. Za l = 1 je elektronski oblak v obliki neskončnosti ali osmih. Večja je vrednost l, oblika postane bolj kompleksna in energija elektrona se poveča.

Magnetne številke

Ml je projekcija orbitalnega (stranskega proizvoda) kotni zagon na eni ali drugi smeri magnetnega polja. Prikazuje prostorsko usmeritev tistih orbitalov, za katere je številka l enaka. Ml ima lahko različne vrednosti 2l + 1, od -l do + l.
Drugo magnetno kvantno število se imenuje spin-ms, kar je lastna vrednost števila gibanj. Da bi to razumeli, si lahko predstavljamo rotacijo elektronov, kakršen je okoli svoje osi. Ms je lahko enako -1/2, +1/2, 1.
Na splošno je za vsak elektron absolutna vrednost spina s = 1/2 in ms pomeni njegovo projekcijo na os.

Princip Pauli: v atomu ni dveh elektronov s štirimi analognimi kvantnimi števili. Vsaj eden od njih bi moral biti odličen.
Pravilo za sestavljanje atomskih formul.

1. Načelo minimalne energije. Najprej je napolnil nivoje in podlage, ki se nahajajo bližje jedru, v skladu s pravili Klechkovskega.
2. Položaj elementa kaže, kako so elektroni porazdeljeni po ravneh energije in podrazredih:

• število sovpada z napetostjo atoma in števila njegovih elektronov;
• Periodično število ustreza številu ravni energije;
• številka skupine je enaka številki valenčni elektroni v atomu;
• podskupina prikazuje njihovo porazdelitev.

Elementarni delci in jedra

Kvantne številke v fiziki elementarni delci so njihove notranje značilnosti, ki določajo interakcije in vzorce transformacij. Poleg spin je ta električni naboj Q, ki je vse osnovni delci nič ali celo število ali negativno polozhitelnomu- BARION B (v delcu - a ali ena nič v antidelec - nič ali minus ena) - leptonic pristojbine kjer Le in Lm so enaki nič, ena in v antipartiklu - ničelni in minusni - izotopski spin z integernim ali polpevilnim številom - neprednostno S in drugimi. Vsa ta kvantna števila se uporabljajo za elementarne delce in za atomska jedra.
V najširšem pomenu besede se imenujejo fizične količine, ki določajo gibanje delcev ali sistema in ki trajajo. Vendar sploh ni nujno, da pripadajo diskretnemu spektru vseh možnih vrednosti.