Co jsou to kvantová čísla?

V převládajícím teoretickém modelu atomu existují čtyři kvantová čísla, která popisují chování elektronů.Patří mezi ně hlavní, azimutální, magnetická a rotační kvantová čísla.Tato čtyři čísla společně dávají kvantový stav elektronu.Kvantový stav je soubor matematických informací potřebných k plnému popisu určitého systému hmoty a energie, jako je atom.Podle Pauliho vyloučení kvantové mechaniky nemohou žádné dva elektrony sdílet stejná čtyři kvantová čísla.

První z kvantových čísel se nazývá hlavní kvantové číslo.Toto číslo, které může být jakékoli pozitivní celé číslo začínající 1, odkazuje na vzdálenost oběžné dráhy elektronů z atomového jádra.Na rozdíl od planetárních oběžné dráhy však elektrony nejsou v žádné vzdálenosti volné.Spíše jsou omezeny na oběžnou dráhu při diskrétní energii nebo quata mdash; centrální princip kvantové mechaniky.Podobně jako u planetárních oběžné dráhy mají na druhé straně elektrony obíhající z jádra vyšší kinetickou energii.

Azimutální kvantové číslo znamená úhlovou hybnost atomového orbitálu elektronů.Toto číslo vypráví něco o tvaru oběžné dráhy elektronů kolem jádra.Elektrony mohou obíhat ve více či méně sférických rojích kolem jádra nebo mohou vykazovat složitější chování.Myšlenka elektronu jako pevné částice obíhajícího jádra však není správná.Princip nejistoty kvantové mechaniky uvádí, že poloha elektronu je v zásadě otázkou pravděpodobnosti.

Nastavení na jiných kvantových číslech, magnetické kvantové číslo vypráví něco o orientaci orbitálu elektronu ve vesmíru.Tato vlastnost byla poprvé objevena, když vědci vystavili plyny magnetickým poli a poté pozorovali způsob, jakým interagovali se světlem.Magnetické kvantové číslo souvisí také s energetickými hladinami atomového orbitálu.

Nakonec kvantové číslo spinu specifikuje jeden ze dvou stavů spin elektronu.Zatímco hlavní a azimutální kvantová čísla rozlišují mezi různými orbitálními polohami elektronu, kvantové číslo spin může rozlišovat mezi dvěma elektrony v jinak identickém kvantovém stavu.Pokud mají dva elektrony ve stejném atomu stejná tři předchozí kvantová čísla, musí být jejich kvantová čísla odlišná.Elektronová rotace není úplně stejný pocit „rotace“, o kterém se běžně myslí, ale je to jeden stupeň svobody pro elektron.Může vzít jednu ze dvou možných hodnot: -1/2 nebo +1/2.