ตัวเลขควอนตัม: แม่เหล็กและการหมุน ตัวเลขควอนตัม

ก่อนที่เราจะเข้าใจว่าเลขควอนตัมแม่เหล็กและเลขควอนตัมนั้นเกี่ยวกับอะไร สปิน จำเป็นต้องจำความหมายของคำว่าออร์บิทัล

การโคจรเป็นพื้นที่ของอวกาศรอบนิวเคลียสซึ่งความน่าจะเป็นที่จะพบอิเล็กตรอนตัวใดตัวหนึ่งมีมากที่สุด

เพื่อให้เข้าใจมากขึ้นให้นึกถึงรัง เป็นไปไม่ได้ที่จะพูดอย่างแน่ชัดถึงวิถีและตำแหน่งของผึ้งแต่ละตัว อย่างไรก็ตาม เราสามารถระบุบริเวณรอบๆ รังที่มีแนวโน้มว่าจะพบผึ้งได้มากที่สุด ในทำนองเดียวกัน วงโคจรจะระบุบริเวณรอบนิวเคลียสของอะตอมที่จะกำหนดตำแหน่งของอิเล็กตรอนได้มากที่สุด

เนื่องจากอิเล็กตรอนมีลักษณะเป็นคู่ กล่าวคือ อิเล็กตรอนมีลักษณะเป็นอนุภาคและมีลักษณะเป็นคลื่นด้วย นักวิทยาศาสตร์ต้องการระบุตามปริมาณพลังงาน จากการคำนวณทางคณิตศาสตร์ นักวิทยาศาสตร์ Erwin Schrödinger ในปี 1927 ได้กล่าวถึงธรรมชาติของกล้ามเนื้อ พลังงาน ประจุและมวลของอิเล็กตรอน ดังนั้นอิเล็กตรอนแต่ละตัวจึงมีลักษณะเป็นตัวเลขควอนตัม

ตัวเลขควอนตัมเป็นรหัสทางคณิตศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับพลังงานอิเล็กตรอน

ตัวเลขควอนตัมที่รู้จักกันดีสองตัวคือ หมายเลขควอนตัมหลัก (n) และรองหรือแอซิมุทัล (ที่นั่น).ตัวหลักระบุชั้นหรือระดับพลังงาน (K, L, M, N, O, P, Q) ที่พบอิเล็กตรอนไปตามลำดับตั้งแต่ 1 ถึง 7 แอซิมุทัลแสดงถึงระดับย่อยของพลังงาน (s, p, d, f) ซึ่งก็คือ 0.1,2,3 ตามลำดับ ทั้งสองปรากฏในแผนภาพพลังงานด้านล่าง โดยที่หมายเลขควอนตัมหลักแทน "บันได" เจ็ดขั้น และหมายเลขควอนตัมรองจะแสดงด้วย "บันได" ของบันได

instagram story viewer

แผนภาพพลังงานแสดงตัวเลขควอนตัมหลักและรอง

ทีนี้ลองพิจารณาเลขควอนตัมแม่เหล็กและ ปั่น:

เลขควอนตัมแม่เหล็ก (m หรือ m_{ที่นั่น}) → ระบุทิศทางของออร์บิทัลในอวกาศ

ตามแผนภาพพลังงานด้านล่าง ค่าของ m จะถูกแทนด้วยสี่เหลี่ยมเล็กๆ (หรือโดยลูกบอล ขึ้นอยู่กับผู้แต่ง) สำหรับแต่ละวงโคจร เรามีค่าสำหรับเลขควอนตัมแม่เหล็ก ซึ่งแตกต่างจาก –ที่นั่น +1

แผนภาพพลังงานแสดงเลขควอนตัมแม่เหล็ก

จำนวนควอนตัม สปิน (s หรือ m_ส)→ออร์บิทัลมีอิเลคตรอนไม่เกิน 2 ตัว พวกมันไม่ผลักกันเพราะมันหมุนไปในทิศทางตรงกันข้าม สร้างสนามแม่เหล็กที่ดึงดูดซึ่งกันและกัน ดังนั้นแรงดึงดูดซึ่งเป็นแม่เหล็ก และแรงผลักซึ่งเป็นไฟฟ้าจะถูกถ่วงดุล
สปินตรงข้ามหรือขนานกัน อิเล็กตรอนหมุนไปในทิศทางตรงกันข้าม