Liczby kwantowe: magnetyczne i spinowe. Liczby kwantowe

Zanim zrozumiemy, o co chodzi w magnetycznej liczbie kwantowej i liczbie kwantowej obracać, trzeba pamiętać, co oznacza słowo orbitalny.

Orbital to obszar przestrzeni wokół jądra, w którym prawdopodobieństwo znalezienia konkretnego elektronu jest największe.

Aby lepiej zrozumieć, pomyśl o ulu. Nie można z całą pewnością określić trajektorii i pozycji każdej pszczoły, jednak możemy wskazać region wokół ula, w którym pszczoły są najbardziej prawdopodobne. Podobnie orbital wskazuje obszar wokół jądra atomu, w którym najprawdopodobniej zostanie określona pozycja elektronów.

Ponieważ elektron ma podwójną charakterystykę, to znaczy zachowuje się jak cząstka, a także jak fala; naukowcy wolą identyfikować go na podstawie zawartości energetycznej. Za pomocą obliczeń matematycznych naukowiec Erwin Schrödinger w 1927 r. powiązał korpuskularną naturę, energię, ładunek i masę elektronu. W ten sposób każdy elektron został scharakteryzowany za pomocą liczb kwantowych.

Liczby kwantowe to kody matematyczne związane z energią elektronów.

Dwie najbardziej znane liczby kwantowe to główna liczba kwantowa (n) i wtórna lub azymutalna (tam).Główny wskazuje warstwę lub poziom energii (K, L, M, N, O, P, Q), w którym znajduje się elektron, przechodząc odpowiednio od 1 do 7. Azymut reprezentuje podpoziomy energii (s, p, d, f), które wynoszą odpowiednio 0,1,2,3. Oba pojawiają się na poniższym diagramie energii, gdzie główna liczba kwantowa reprezentuje siedem „schodów”, a drugorzędna liczba kwantowa jest reprezentowana przez „schody” schodów.

Wykres energetyczny wskazujący główne i poboczne liczby kwantowe

Rozważmy teraz magnetyczną liczbę kwantową i obracać:

  • Magnetyczna liczba kwantowa (m lub mtam) wskazuje orientację orbitali w przestrzeni.

Zgodnie z poniższym wykresem energii wartości m są reprezentowane przez małe kwadraty (lub kule, w zależności od autora). Dla każdego orbitalu mamy wartość magnetycznej liczby kwantowej, która waha się od –tam +1.

Tabela liczb kwantowych.

Wykres energetyczny wskazujący magnetyczną liczbę kwantową
Wykres energetyczny wskazujący magnetyczną liczbę kwantową

  • Liczba kwantowa spin (s lub ms)→Orbital zawiera maksymalnie dwa elektrony. Nie odpychają się, ponieważ obracają się w przeciwnych kierunkach, tworząc pola magnetyczne, które przyciągają się nawzajem. Tak więc siła przyciągania, która jest magnetyczna; i odpychanie, które jest elektryczne, są równoważone.Spiny przeciwne lub antyrównoległe, elektrony wirują w przeciwnych kierunkach.
    Spiny przeciwne lub antyrównoległe, elektrony wirują w przeciwnych kierunkach.

Tak więc w każdym małym kwadracie reprezentujemy najwyżej dwa elektrony, które są reprezentowane przez strzałki i mają wartości +1/2 i -1/2.

↑ 

 Reprezentuje umownie elektron o ujemnym spinie s = -1/2.

 ↓

Reprezentuje umownie elektron o dodatnim spinie s = +1/2.

Jako przykład spójrzmy na pierwiastek helu, który ma dwa elektrony i tylko jeden poziom energetyczny; jego symbolem jest: 2on

 ↑↓

Jego symboliczną reprezentację podaje:

Reprezentacja pozycji najbardziej energetycznego elektronu w helu
Reprezentacja pozycji najbardziej energetycznego elektronu w helu

Mamy więc ich liczby kwantowe dla 1. i 2. elektronu:

1. elektron: 2. elektron:

n=1 n=1

l= 0 l=0

m = 0 m = 0

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


Jennifer Fogaça
Absolwent chemii

Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/numeros-quanticos-magnetico-m-ou-ml-spin-s-ou-ms.htm

Obszar pod krzywą

Obszar pod krzywą

Obliczenia związane z obszarami regularnych figur płaskich są dość łatwe do wykonania dzięki istn...

read more
Przemieszczenia silnika spalinowego

Przemieszczenia silnika spalinowego

Pojazdy samochodowe napędzane są poprzez zamianę form energii na energię mechaniczną, która wytwa...

read more

Fritz Haber: synteza amoniaku

Czy wiesz, że amoniak jest jedną z pięciu najczęściej produkowanych substancji na świecie? I czy ...

read more
instagram viewer