Kvant siffror och deras fysiska betydelse

Många saker i kvantmekaniken är obegripligt, mycket verkar fantastiskt. Detsamma gäller för kvantnummer, vars natur är mystisk idag. Artikeln beskriver konceptet, typ och allmänna principer för arbete med dem.

allmänna egenskaper

Hela eller halv-heltals kvant nummer i de fysikaliska storheter bestäms alla möjliga diskreta värden som kännetecknar quantumsystem (molekyl, atom, kärna) och de elementära partiklarna. Deras användning hänger nära samman med förekomsten av Plancks konstant. Diskret, som förekommer i mikrokosmos processer speglar kvant siffror och deras fysiska betydelse. De först infördes för att beskriva mönster av atomspektra. Men den fysiska innebörden och diskreta enskilda värden avslöjas endast i kvantmekanik.
Set som definierar uttömmande tillståndet i systemet kallas komplett. Alla stater är ansvariga för de möjliga värden för denna uppsättning bildar ett komplett system av stater. Kvant nummer i kemi med de frihetsgrader för en elektron bestämmer dess tredimensionella positionen och graden av inre frihet - spinn.

Konfigurationer av elektroner och atomer

I atom placerad kärnan och elektroner, som tvingar verkar mellan elektrostatisk natur. Energin kommer att öka när avståndet minskar mellan kärnan och elektronen. Det förmodas att den potentiella energin är noll när den avlägsnas från kärnan på obestämd tid. Detta tillstånd används som referens. det bestäms således den relativa energin hos elektron.

Elektronskal är den uppsättning av energinivåer. Som tillhör en av dem den uttrycks i huvudkvanttal.

översta nummer

Den hänvisar till en specifik energinivå med en uppsättning av orbitaler som har liknande värden, bestående av naturliga tal: n = 1, 2, 3, 4, 5 ... När en elektron rör sig från ett steg till ett annat, ändra den huvudkvanttal. Tänk på att inte alla nivåer är fyllda med elektroner. Vid fyllning av skalet av en atom, genomförandet av principen om minimal energi. Hans tillstånd i det här fallet kallas unexcited eller grundtillståndet.

orbital antal

I varje nivå finns orbitaler. De som har en liknande energiform underlagret. Denna tilldelning utförs via orbital (eller som det kallas - sidan) av kvanttalet l, vilket tar heltalsvärdena från noll till n - 1. Eftersom elektronen har en rektor och orbital kvanttalet n, och l, kan vara från l = 0 och slutar med l = n - 1.

Det visar karaktären av rörelsen och motsvarande sub energinivå. När l = 0 och alla värden på n, kommer elektronmolnet har en sfärisk form. Dess radie är direkt proportionell mot n. När l = en elektronmoln kommer att ta formen av oändligheten eller åtta. L Ju högre värde, kommer formen att bli svårare, och elektronenergi - växa.

magnetisk antal

Ml är en projektion av orbital (sidan) av rörelsemängdsmoment vid en speciell magnetfältriktningen. Den visar den spatiala orienteringen av orbitaler i vilka antalet l lika. Ml kan ha olika värden 2L + 1 från -l till + l.
Andra magnetiska kvant nummer kallas spinn - ms, vilket är den inneboende rörelsemängdsmoment av rörelsen. För att förstå detta, kan man föreställa sig rotation av elektronen så att säga, på sin egen axel. MS kan vara -1/2, +1/2, en.
I allmänhet, för alla absoluta värdet av elektronspinn s = 1/2, och ms är dess projektion på axeln.

Pauli princip i en atom kan inte vara två elektroner med 4 liknande kvantnummer. Minst en av dem måste vara annorlunda.
Regel sammanställning formler atomer.

1. Principen om minimal energi. Enligt honom första fill nivåer och undernivåer som är närmare kärnan, i enlighet med reglerna Klechkovskii.
2. Positionsindikeringselement såsom distribuerade elektroner vid de energinivåer och undernivåer:

• antal motsvarar det antal av atomen och dess laddning av elektroner;
• periodisk antal motsvarar antalet energinivåer;
• gruppnumret matchar antalet valenselektroner i den atom;
• undergrupp visar deras fördelning.

Elementarpartiklar och kärnor

Kvantnumren i fysik av elementarpartiklar är deras inre egenskaper som bestämmer interaktioner och mönster av transformation. Förutom spinn s, denna elektriska laddningen Q, som alla elementarpartiklar är noll eller ett heltal, positivt eller negativt; baryon B (i en partikel - en nolla eller en etta i antipartikel - noll eller minus en); lepton laddningar där Le och Lm noll, enhet och i antipartikel - noll och minus en; isotop med spinn heltal eller halv-heltal; egendomlighet S och andra. Alla dessa kvanttal gäller både elementarpartiklar och atomkärnor.
I stort sett, kallas de fysikaliska storheter som bestämmer rörelsen hos partikeln eller systemet och lagras. Men det är inte nödvändigt att de tillhör den diskreta spektrum av alla möjliga värden.