Wat zijn kwantumnummers?

In het heersende theoretische model van het atoom zijn er vier kwantumnummers die het gedrag van elektronen beschrijven.Deze omvatten de hoofd-, azimutale, magnetische en spin -kwantumaantallen.Samen geven deze vier nummers de kwantumstatus van een elektron.Een kwantumtoestand is de set wiskundige informatie die nodig is om een bepaald systeem van materie en energie, zoals een atoom, volledig te beschrijven.Geen twee elektronen kunnen dezelfde vier kwantumaantallen delen, volgens het Pauli -uitsluitingsprincipe van de kwantummechanica.

De eerste van de kwantumnummers wordt het belangrijkste kwantumnummer genoemd.Dit nummer, dat een positief geheel getal kan zijn dat begint met 1, verwijst naar de afstand van de baan van een elektron van de atoomkern.In tegenstelling tot planetaire banen, zijn elektronen echter niet vrij om op elke afstand te draaien.In plaats daarvan zijn ze beperkt tot discrete energieniveaus, of Quanta mdash; een centraal principe van kwantummechanica.Vergelijkbaar met planetaire banen, daarentegen, bezitten elektronen die verder van de kern draaien van de kern hogere kinetische energie.

Het azimutale kwantumnummer betekent het hoekmomentum van het atomaire orbitaal van een elektron.Dit nummer vertelt iets over de vorm van de baan van een elektron rond de kern.Elektronen kunnen rondom de kern rondom de kern rondom de kern, of ze kunnen meer gecompliceerd gedrag vertonen.Het idee van een elektron als vasteeltje die in een baan om de kern draait, is echter niet correct.Het onzekerheidsprincipe van de kwantummechanica stelt dat de positie van een elektron fundamenteel een kwestie van waarschijnlijkheid is.

Bouw op de andere kwantumnummers, het magnetische kwantumnummer vertelt iets over de oriëntatie van de orbitale van een elektronen in de ruimte.Deze eigenschap werd voor het eerst ontdekt toen wetenschappers gassen blootstelden aan magnetische velden en vervolgens de manier waarop ze met licht omgingen, observeerden.Het magnetische kwantumnummer is ook gerelateerd aan de energieniveaus van een atoom orbitaal.

Ten slotte specificeert het spin -kwantumnummer een van de twee spin -toestanden van een elektron.Hoewel de hoofd- en azimutale kwantumaantallen onderscheiden tussen verschillende orbitale posities van een elektron, kan het spin -kwantumnummer onderscheid maken tussen twee elektronen in een anders identieke kwantumtoestand.Als twee elektronen in hetzelfde atoom dezelfde drie eerdere kwantumnummers hebben, moeten hun spin -kwantumnummers verschillen.Elektronenspin is niet precies hetzelfde gevoel van "spin" dat vaak wordt gedacht, maar het is één mate van vrijheid voor een elektron.Het kan een van de twee mogelijke waarden aannemen: -1/2 of +1/2.