Kvantová čísla a jejich fyzikální význam

Mnoho věcí v kvantové mechanice je mimo chápání, moc se zdá fantastický. To samé platí pro kvantových čísel, z nichž povaha je tajemný dnes. Článek popisuje koncepci, typy a obecné zásady práce s nimi.

obecná charakteristika

Celá nebo poloviny-celočíselné kvantová čísla ve fyzikálních veličin určuje všechny možné diskrétní hodnoty charakterizující kvantový systém (molekula, atom, jádro) a elementární částice. Jejich použití je úzce spojena s existencí Planckova konstanta. Diskrétní, vyskytující se v mikrokosmu procesů odrážejí kvantová čísla a jejich fyzikální význam. Oni byli nejprve představen popsat vzory atomová spektra. Ale fyzikální význam a diskrétní individuální hodnoty byly zveřejněny pouze v kvantové mechanice.
Set, který taxativně vymezuje stav systému, se nazývá kompletní. Všechny státy jsou zodpovědné za možné hodnoty této sady tvoří ucelený systém států. Kvantová čísla v chemii s stupňů volnosti elektronu určit jeho trojrozměrná poloha a vnitřní stupňů volnosti - spin.

Konfigurace elektronů a atomů

V atom umístěnou jádra a elektrony, které síly působí mezi elektrostatické. Energie se bude zvyšovat, jak se vzdálenost zmenšuje mezi jádrem a elektronu. Předpokládá se, že potenciální energie se rovná nule, je-li odstraněna z jádra je nekonečný. Tento stav je použit jako reference. Tak se určí relativní energie elektronu.

Elektronový obal je sada energetických hladin. Patřící do jedné z nich je vyjádřena v hlavní kvantové číslo n.

Nejlepším hráčem číslo

To se odkazuje na určitou úroveň energie se sadou orbitalů, které mají podobné hodnoty, skládající se z přirozených čísel: n = 1, 2, 3, 4, 5 ... Když elektron přesune z jedné fáze do druhé, změna hlavní kvantové číslo. Mějte na paměti, že ne všechny úrovně jsou naplněné elektrony. Při plnění skořápky atom, se provádí zásada minimální energie. Jeho stav je v tomto případě se nazývá unexcited nebo základní stav.

orbitální číslo

V každé úrovni existují orbitalů. Ti, kteří mají podobnou energii tvoří dolní vrstvu. Tento úkol se provádí přes okružní (nebo jak se nazývá - strana) kvantové číslo l, který bere v celočíselné hodnoty od nuly do n - 1. Vzhledem k tomu, elektron má hlavní a orbitální kvantové číslo n a L, může být od l = 0 a končící l = n - 1.

To ukazuje charakter pohybu a odpovídající dílčí energetickou hladinu. Když L = 0 a všechny hodnoty n, mrak elektronu bude mít kulovitý tvar. Její poloměr je přímo úměrná n. Pokud se L = 1 elektronový oblak formu nekonečna nebo osm. L Čím vyšší je hodnota, bude forma stále obtížnější, a energie elektronů - růst.

magnetické číslo

Ml je projekce orbitální (straně) momentu hybnosti v určitém směru magnetické pole. To ukazuje prostorové orientace orbitalů, ve kterém počet l rovné. Ml může mít různé hodnoty 2l + 1 od -l do + l.
Jiné číslo magnetické kvantové se nazývá spin - ms, což je vnitřní moment hybnosti pohybu. Chcete-li porozumět tomu, kdo dokáže představit rotace elektronu, jak to bylo, kolem své vlastní osy. Ms může být -1/2, +1/2, 1.
Obecně platí, že pro každou absolutní hodnota rotace elektronu s = 1/2, a ms je jeho projekce na ose.

Princip Pauli v atomu nemůže být dva elektrony se 4 podobnými kvantových čísel. Alespoň jeden z nich musí být jiná.
Kompilace pravidlo vzorcích atomů.

1. Princip minimální energie. Podle něj nejprve vyplnit úrovně a nižší úrovně, které jsou blíže k jádru, v souladu s pravidly Klechkovskii.
2. Pozice indikační prvek jako distribuované elektrony na úrovni energie a podzemních podlaží:

• počet odpovídá počtu atomu a jeho náboje elektronů;
• periodické číslo odpovídá počtu úrovní energie;
• číslo skupiny odpovídá počtu valenčních elektronů v atomu;
• podskupina ukazuje jejich rozložení.

Elementární částice a jádra

Kvantových čísel ve fyzice elementárních částic jsou jejich vnitřní vlastnosti, které určují interakce a transformace vzory. Kromě spin s, tento elektrický náboj Q, který všechny elementární částice je nula nebo celé číslo, pozitivní nebo negativní; baryon B (v částicích - nula nebo jedna v antičástice - nula nebo mínus jedna); lepton poplatky kde Le a Lm nula, jednota, a antičástice - nulou a minus jedna; izotop se odstřeďování celého čísla nebo čísla polovina celého čísla; podivnost S a další. Všechny tyto kvantových čísel platí pro obě elementárních částic a atomového jádra.
Obecně řečeno, oni jsou nazýváni fyzikální veličiny, které určují pohyb částice nebo systému a jsou uloženy. Nicméně, to není nutné, že patří k diskrétní spektrum všech možných hodnot.