Apa angka kuantum?

Dalam model teoritis atom yang berlaku, ada empat angka kuantum yang menggambarkan perilaku elektron.Ini termasuk bilangan kuantum utama, azimuthal, magnetik dan putaran.Bersama -sama, keempat angka ini memberikan keadaan kuantum elektron.Keadaan kuantum adalah serangkaian informasi matematika yang diperlukan untuk sepenuhnya menggambarkan sistem materi dan energi tertentu, seperti atom.Tidak ada dua elektron yang dapat berbagi empat angka kuantum yang sama, sesuai dengan prinsip pengecualian Pauli dari mekanika kuantum.

Yang pertama dari angka kuantum disebut angka kuantum utama.Jumlah ini, yang dapat berupa bilangan bulat positif yang dimulai dengan 1, mengacu pada jarak orbit elektron dari nukleus atom.Tidak seperti orbit planet, elektron tidak bebas untuk diorbit pada jarak berapa pun.Sebaliknya, mereka terbatas pada orbit pada tingkat energi diskrit, atau quanta mdash; prinsip sentral mekanika kuantum.Mirip dengan orbit planet, di sisi lain, elektron yang mengorbit lebih jauh dari nukleus memang memiliki energi kinetik yang lebih tinggi.

Angka kuantum azimut menandakan momentum sudut orbital atom elektron.Jumlah ini menceritakan sesuatu tentang bentuk orbit elektron di sekitar nukleus.Elektron dapat mengorbit dalam kawanan bola yang kurang lebih di sekitar nukleus, atau mereka dapat menunjukkan perilaku yang lebih rumit.Gagasan elektron sebagai partikel padat yang mengorbit nukleus, bagaimanapun, tidak benar.Prinsip ketidakpastian mekanika kuantum menyatakan bahwa posisi elektron pada dasarnya adalah masalah probabilitas.

Membangun pada angka kuantum lainnya, angka kuantum magnetik menceritakan sesuatu tentang orientasi orbital elektron di ruang angkasa.Properti ini pertama kali ditemukan ketika para ilmuwan memaparkan gas ke medan magnet dan kemudian mengamati cara mereka berinteraksi dengan cahaya.Jumlah kuantum magnetik juga terkait dengan tingkat energi orbital atom.

Akhirnya, nomor spin kuantum menentukan satu dari dua status putaran elektron.Sementara bilangan kuantum utama dan azimut membedakan antara posisi orbital yang berbeda dari suatu elektron, angka kuantum putaran dapat membedakan antara dua elektron dalam keadaan kuantum yang identik.Jika dua elektron dalam atom yang sama memiliki tiga angka kuantum sebelumnya yang sama, angka kuantum putarannya harus berbeda.Spin elektron tidak persis sama dengan "putaran" yang umumnya dipikirkan, tetapi itu adalah satu derajat kebebasan untuk sebuah elektron.Ini dapat mengambil salah satu dari dua nilai yang mungkin: -1/2 atau +1/2.