Kā noteikt izmantojamo kvantu skaitli

Visus objektus šajā Visumā veido atomi, kas sastāv no protoniem, neitroniem un elektroniem. Atomu protonu skaits nosaka izveidojamā elementa tipu. Neitroni ir neitrālas daļiņas. Visiem viena elementa atomiem ir vienāds protonu skaits, bet ne vienmēr vienāds neitronu skaits. Elektroni ir stabilas subatomiskās daļiņas ar negatīvu elektrisko lādiņu. Katram elektronam vienlaikus ir viena negatīvā lādiņa vienība, un tā masa ir ļoti maza, salīdzinot ar neitronu vai protonu. Kad protoni un neitroni atrodas atoma kodolā, elektroni tiek kārtīgi izkaisīti ap atomu, pamatojoties uz to enerģijas līmeni. Šo enerģijas līmeni attēlo kvantu skaitlis.

Vai jūs jau zināt, kā noteikt kvantu skaitļus?

Kā noteikt kvantu skaitļus

Elektronu atrašanās vietu ap atoma kodolu nosaka kvantu skaitļi. Šis skaitlis norāda elektronu atrašanās vietu atomu apvalkā un apakškorpusā, orbitāļu orientāciju telpā, kā arī elektronu rotācijas virzienu. Jums vajadzētu zināt četrus kvantu skaitļus: 

  • Galvenais kvantu skaitlis ( n )
  • Azimuta kvantu skaitlis ( l )
  • Magnētiskais kvantu skaitlis ( m )
  • Spin kvantu skaitlis ( -i )

Kvantu skaitlis ir arī viena no fizikālā Ernesta Šrodingera izdomātā kvantu mehāniskā atomu modeļa jeb tā sauktā mūsdienu atomu modeļa īpašībām. Pirms mēs izdomājam, kā noteikt kvantu skaitļus, iepazīsimies ar kvantu skaitļu veidiem.

Galvenais kvantu skaitlis

Galvenais kvantu skaitlis ir apzīmēts ar burtu n . Šis skaitlis norāda orbītas lielumu un elektrona enerģijas līmeni, ko sauc par atomu apvalku. Šī kvantu skaitļa vērtība ir 1,2,3,4,… un tā tālāk. 

Azimuta kvantu skaitlis

Azimuta kvantu skaitlim ir burta l simbols . Šis skaitlis ir noderīgs, lai norādītu orbītas formu un elektrona apakšenerģijas līmeni (apzīmē ar s, p, d, f). Šim kvantu skaitlim ir vērtība ar nosacījumu, ka s = 0, p = 1, d = 2, f = 3. Šī vērtība norāda, kurā apakšveļā atrodas elektrons.

Magnētiskie kvantu numuri

Magnētiskos kvantu skaitļus apzīmē ar burtu m . Šis skaitlis norāda orbitāles stāvokli attiecībā pret citām orbitālēm atoma apakšējā čaulā. Un tam ir šādi nosacījumi:

Azimuta kvantu skaitlis (l) Orbītas zīmes Magnētiskais kvantu skaitlis (m)  Orbīta pārskats Orbītas numurs
0 s 0 1
1 lpp -1, 0, +1 ▢▢▢ 3
2 d -2, -1, 0, +1, +2 ▢▢▢▢▢ 5
3 f -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 ▢▢▢▢▢▢▢ 7

Avots: formula.co.id

Spin kvantu skaitlis

Ar simbolu s šis skaitlis norāda elektrona rotācijas virzienu uz tā ass (rotācija). Ir tikai divi iespējamie elektronu rotācijas virzieni, proti, pulksteņrādītāja virzienā vai pretēji pulksteņrādītāja virzienam. Vienu orbītu var aizņemt ne vairāk kā divi elektroni, tādā gadījumā abiem elektroniem jābūt pretējiem griezieniem. Tātad vērtība ir starp + ½ vai -½.

Pēc tam, kad esat zinājis, kādi ir kvantu skaitļu veidi, tagad ir laiks zināt, kā noteikt kvantu skaitļus.

Problēmu piemērs

Pirms kvantu skaitļa noteikšanas vispirms jānosaka elementa elektronu konfigurācija. Piemērs ir:

16 S elektronu konfigurācija ir 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4.

Nosakot kvantu skaitļus, mēs ņemsim jaunāko elektronu konfigurāciju, proti:

3. lpp. 4

Galvenais kvantu skaitlis

No iepriekš minētās konfigurācijas galvenais kvantu skaitlis ir 3. Jo skaitlis 3 norāda orbitāles vai apvalka lielumu.

Azimuta kvantu skaitlis

p ir elektrona apakš apvalks , tā ka vērtība l = 1. Saskaņā ar noteikumiem, kas:

    • s = 0, 
    • p = 1,
    • d = 2, 
    • f = 3

Mehāniskais kvantu numurs :

Tā kā tas atrodas p apakšslānī, kvantu skaitlis būs starp -1, 0, +1. Lai to noteiktu, zīmēsim orbītas lodziņu. Parasti mēs varam izmantot virziena bultiņas, lai aizpildītu šo lodziņu.

Aizpildiet katru lodziņu ar bultiņu uz augšu, pēc tam aizpildiet to ar bultiņu uz leju.

3p4 cipars 4 ir aizpildāmo bultiņu skaits. Lai jūs iegūtu šādus rezultātus:

↑ ↓
-1 0 +1

Ceturtā bulta atrodas kvadrātā -1, tāpēc šī elektrona kvantu mehāniskais skaitlis ir m = -1

Spin kvantu numurs:

Bultiņai, kas norāda uz augšu, ir vērtība + ½, savukārt bultiņai, kas norāda uz leju, ir –½. No iepriekš minētā rezultāta pēdējā bultiņa ir vērsta uz leju, tāpēc spin kvantu skaitļa vērtība ir s = -½. 

Nu, tā nosaka kvantu skaitļus, kas var jums palīdzēt kvantu skaitļu problēmu risināšanā. Vai jums ir kādi jautājumi par šo jautājumu? Lūdzu, pierakstiet savu jautājumu komentāru slejā un neaizmirstiet dalīties ar šīm zināšanām.