Hva er Quantum Numbers?

May 14  by Eliza

I den rådende teoretisk modell av atom, er det fire kvantetall som beskriver oppførselen av elektroner. Disse inkluderer de viktigste, Azimuth, magnetiske og spin kvante tall. Sammen utgjør disse fire tallene gir kvantetilstand av et elektron. En kvantetilstand er det sett av matematisk informasjon som kreves for å fullt ut beskrive en viss system av materie og energi, som et atom. Ikke to elektroner kan dele de samme fire kvantetall, ifølge Pauli eksklusjonsprinsipp kvantemekanikk.

Den første av de kvantetall kalles hovedkvantetallet. Dette tallet, som kan være en hvilken som helst positivt helt tall som begynner med en, refererer til avstanden av en elektron bane fra atomkjernen. I motsetning til planetbaner, men elektroner er ikke gratis å gå i bane på alle avstander. Snarere er de begrenset til bane ved diskrete energinivåer, eller kvanter-en grunnstein i kvantemekanikken. I likhet med planetbanene, på den annen side, må elektronene i bane lenger fra kjernen ha høyere kinetisk energi.

Azimuth kvantetallet betyr vinkel momentum av en elektronets Orbital. Dette tallet sier noe om formen på et elektron bane rundt kjernen. Elektroner kan bane i mer eller mindre sfæriske svermer rundt kjernen, eller de kan fremvise mer komplisert oppførsel. Ideen med et elektron som en fast partikkel som kretser rundt kjernen, er imidlertid ikke riktig. Usikkerheten prinsipp kvantemekanikken fremgår det at stillingen av et elektron er fundamentalt et spørsmål om sannsynlighet.

Bygge på de andre kvantetall, forteller den magnetiske kvantetallet noe om retningen på et elektron orbital i verdensrommet. Denne eiendommen ble først oppdaget da forskere utsatt gasser til magnetiske felt og deretter observert hvordan de interaksjon med lys. Den magnetiske kvantetallet er også knyttet til energi nivåer av et Orbital.

Endelig angir spin quantum nummer én av to spinntilstander av et elektron. Mens de primære og asimutale kvantetall skille mellom ulike baneposisjoner av et elektron, kan spinn kvante nummer skille mellom to elektroner i en ellers identisk kvantetilstand. Hvis to elektroner i samme atom har de samme tre tidligere kvantetall, må deres spin kvantetall være annerledes. Elektronspinn er ikke akkurat den samme følelsen av "spin" som vanligvis tenkt på, men det er en grad av frihet for et elektron. Det kan ta på en av to mulige verdier: -1/2 eller +1/2.