מספרים קוונטיים: מגנטי וסיבוב. מספרים קוונטיים

לפני שנבין מה המספר הקוונטי המגנטי ומספר הקוונטים סיבוב, יש לזכור מה פירוש המילה אורביטל.

אורביטל הוא אזור החלל סביב הגרעין שבו ההסתברות למצוא אלקטרון מסוים היא הגדולה ביותר.

כדי להבין טוב יותר, חשוב על כוורת. לא ניתן לומר בוודאות את מסלול ומיקומן של כל דבורה, אולם אנו יכולים לציין את האזור סביב הכוורת בו נמצאים ככל הנראה הדבורים. באופן דומה, המסלול מציין את האזור סביב גרעין האטום שבו ככל הנראה ייקבע מיקום האלקטרונים.

מכיוון שלאלקטרון יש מאפיין כפול, כלומר הוא מתנהג כחלקיק וגם כגל; מדענים מעדיפים לזהות אותו על פי תכולת האנרגיה שלו. באמצעות חישובים מתמטיים, המדען ארווין שרדינגר, התייחס בשנת 1927 לאופי הגופני, לאנרגיה, למטען ולמסה של האלקטרון. לפיכך, כל אלקטרון התאפיין במספרים קוונטיים.

מספרים קוונטיים הם קודים מתמטיים הקשורים לאנרגיית אלקטרונים.

שני מספרים קוונטיים ידועים הם המספר הקוונטי העיקרי (n) והמשני או האזימוטל (שם).העיקרי מציין את השכבה או את רמת האנרגיה (K, L, M, N, O, P, Q) שבהם נמצא האלקטרון, ועובר בהתאמה בין 1 ל -7. האזימוטל מייצג את תת-רמת האנרגיה (s, p, d, f), שהן בהתאמה 0.1,2,3. שניהם מופיעים בתרשים האנרגיה למטה, כאשר המספר הקוונטי הראשי מייצג את שבע "המדרגות" ואת המספר הקוונטי המשני מיוצג על ידי "המדרגות" של המדרגות.

בואו ניקח בחשבון את המספר הקוונטי המגנטי ואת ה- סיבוב:

• מספר קוונטי מגנטי (מ 'או מ')_שם) → מציין את כיוון האורביטלים בחלל.

על פי דיאגרמת האנרגיה שלהלן, הערכים של m מיוצגים על ידי ריבועים קטנים (או על ידי כדורים, תלוי במחבר). לכל מסלול יש לנו ערך למספר הקוונטים המגנטי, המשתנה מ-שם ה+1.

אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)

תרשים אנרגיה המציין את המספר הקוונטי המגנטי

• מספר קוונטי ספין (s או m_ס)→מסלול אורב מחזיק מקסימום שני אלקטרונים. הם לא דוחים זה את זה משום שהם מסתובבים בכיוונים מנוגדים ויוצרים שדות מגנטיים המושכים זה את זה. אז כוח המשיכה שהוא המגנטי; וזה של דחייה, שהוא חשמלי, מאוזנים.
  סיבובים מנוגדים או אנטי-מקבילים, אלקטרונים מסתובבים בכיוונים מנוגדים.

באופן זה, אנו מייצגים בכל ריבוע קטן רק שני אלקטרונים לכל היותר, המיוצגים על ידי חיצים ובעלי הערכים +1/2 ו- -1/2.

↑

 הוא מייצג, על פי מוסכמה, אלקטרון עם ספין שלילי s = -1/2.

↓

הוא מייצג, על פי מוסכמה, אלקטרון עם ספין חיובי s = +1/2.

כדוגמה, בואו נסתכל על יסוד הליום, שיש בו שני אלקטרונים ורמת אנרגיה אחת בלבד; הסמל שלה הוא: ₂הוא

↑↓

הייצוג הסמלי שלה ניתן על ידי:

ייצוג המיקום של האלקטרון הכי אנרגטי בהליום

אז יש לנו את המספרים הקוונטיים שלהם לאלקטרון הראשון והשני:

אלקטרון 1: אלקטרון 2:

n = 1 n = 1

l = 0 l = 0

m = 0 m = 0

s = -1/2 s = +1/2

מאת ג'ניפר פוגאצה
בוגר כימיה

האם תרצה להתייחס לטקסט זה בבית ספר או בעבודה אקדמית? תראה:

FOGAÇA, ג'ניפר רושה ורגס. "מספרים קוונטיים: מגנטיים (m או ml) וסיבוב (s או ms)"; בית ספר ברזיל. אפשר להשיג ב: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/numeros-quanticos-magnetico-m-ou-ml-spin-s-ou-ms.htm. גישה אליו ב -28 ביוני 2021.