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.
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.
Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)
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.
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
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
Czy chciałbyś odnieść się do tego tekstu w pracy szkolnej lub naukowej? Popatrz:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. „Liczby kwantowe: magnetyczne (m lub ml) i spin (s lub ms)”; Brazylia Szkoła. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/numeros-quanticos-magnetico-m-ou-ml-spin-s-ou-ms.htm. Dostęp 28 czerwca 2021 r.
