Karamihan sa quantum mechanics ay nananatiling hindi maintindihan, marami ang mukhang hindi kapani-paniwala. Ang parehong naaangkop sa mga numero ng quantum, ang likas na katangian nito ay misteryoso pa rin ngayon. Inilalarawan ng artikulo ang konsepto, mga uri at pangkalahatang prinsipyo ng pagtatrabaho sa kanila.
Mga pangkalahatang katangian
Integer o half-integer na mga quantum na numero para sa mga pisikal na dami ay tumutukoy sa lahat ng posibleng discrete value na nagpapakilala sa mga sistema ng quanta (molekula, atom, nucleus) at elementarya na mga particle. Ang kanilang aplikasyon ay malapit na nauugnay sa pagkakaroon ng pare-pareho ng Planck. Ang discreteness ng mga prosesong nagaganap sa microcosm ay sumasalamin sa mga quantum number at kanilang pisikal na kahulugan. Sila ay unang ipinakilala upang ilarawan ang mga regularidad ng spectra ng atom. Ngunit ang pisikal na kahulugan at discreteness ng mga indibidwal na dami ay nahayag lamang sa quantum mechanics.
Ang set, na lubos na tumutukoy sa estado ng sistemang ito, ay tinawag na complete set. Ang lahat ng mga estado na responsable para sa mga posibleng halaga mula sa naturang set ay bumubuo ng isang kumpletong sistema ng mga estado. Ang mga quantum number sa kimika na may mga antas ng kalayaan ng isang electron ay tumutukoy dito sa tatlong spatial na coordinate at isang panloob na antas ng kalayaan -iikot.
Mga pagsasaayos ng elektron sa mga atom
Sa isang atom mayroong isang nucleus at mga electron, kung saan kumikilos ang mga puwersa ng isang electrostatic na kalikasan. Tataas ang enerhiya habang bumababa ang distansya sa pagitan ng nucleus at ng elektron. Ito ay pinaniniwalaan na ang potensyal na enerhiya ay magiging zero kung ito ay walang katapusan na malayo sa nucleus. Ang estado na ito ay ginagamit bilang panimulang punto. Kaya, natutukoy ang relatibong enerhiya ng electron.
Ang electron shell ay isang hanay ng mga antas ng enerhiya. Ang pag-aari sa isa sa kanila ay ipinahayag ng pangunahing quantum number n.
Pangunahing numero
Ito ay tumutukoy sa isang tiyak na antas ng enerhiya na may isang hanay ng mga orbital na may magkatulad na mga halaga, na binubuo ng mga natural na numero: n=1, 2, 3, 4, 5… Kapag ang isang electron ay gumagalaw mula sa isang hakbang patungo sa isa pa, ang pangunahing pagbabago ng quantum number. Dapat itong isaalang-alang na hindi lahat ng antas ay puno ng mga electron. Kapag pinupunan ang shell ng isang atom, ang prinsipyo ng hindi bababa sa enerhiya ay natanto. Ang kanyang estado sa kasong ito ay tinatawag na unexcited o basic.
Orbital number
Ang bawat antas ay may mga orbital. Yaong sa kanila na may katulad na enerhiya ay bumubuo ng isang sublevel. Ang nasabing pagtatalaga ay ginawa gamit ang orbital (o, kung tawagin din ito, side) quantum number l, na kumukuha ng mga halaga ng mga integer mula zero hanggang n - 1. Kaya isang electron na mayroong pangunahing at orbital na mga numero ng quantum Maaaring magkapantay ang n at l, na nagsisimula sa l=0 at nagtatapos sa l=n - 1.
Ito ay nagpapakita ng katangian ng paggalaw ng kani-kanilangsublevel at antas ng enerhiya. Para sa l=0 at anumang halaga ng n, ang electron cloud ay magkakaroon ng hugis ng isang sphere. Ang radius nito ay direktang proporsyonal sa n. Sa l=1, ang electron cloud ay magkakaroon ng anyo ng infinity o figure eight. Kung mas malaki ang halaga ng l, magiging mas kumplikado ang hugis, at tataas ang enerhiya ng electron.
Magnetic na numero
Ang
Ml ay ang projection ng orbital (side) angular momentum papunta sa isa o ibang direksyon ng magnetic field. Ipinapakita nito ang spatial na oryentasyon ng mga orbital na iyon kung saan ang bilang l ay pareho. Ang Ml ay maaaring magkaroon ng iba't ibang halaga 2l + 1, mula -l hanggang +l.
Ang isa pang magnetic quantum number ay tinatawag na spin - ms, na siyang intrinsic na sandali ng momentum. Upang maunawaan ito, maaaring isipin ng isa ang pag-ikot ng isang elektron, tulad nito, sa paligid ng sarili nitong axis. Ang Ms ay maaaring -1/2, +1/2, 1.
Sa pangkalahatan, para sa anumang electron, ang absolute value ng spin s=1/2, at ang ms ay nangangahulugan ng projection nito sa axis.
Prinsipyo ni Pauli: ang isang atom ay hindi maaaring maglaman ng dalawang electron na may 4 na magkatulad na quantum number. Hindi bababa sa isa sa mga ito ay dapat na mahusay.
Ang panuntunan para sa pagbabalangkas ng mga atomo.
- Prinsipyo ng pinakamababang enerhiya. Ayon dito, ang mga antas at sublevel na mas malapit sa core ay unang pinupunan, ayon sa mga panuntunan ng Klechkovsky.
- Ang posisyon ng elemento ay nagpapahiwatig kung paano ipinamamahagi ang mga electron sa mga antas ng enerhiya at mga sublevel:
- ang numero ay tumutugma sa singil ng atom at ang bilang ng mga electron nito;
- periodic na numero ay tumutugma sa bilang ng mga antasenerhiya;
- group number ay kapareho ng bilang ng mga valence electron sa atom;
- subgroup ay nagpapakita ng kanilang pamamahagi.
Ang
Ang
Elementary particle at nuclei
Ang mga quantum number sa physics ng elementarya na mga particle ay ang kanilang mga panloob na katangian na tumutukoy sa mga interaksyon at pattern ng mga pagbabago. Bilang karagdagan sa spin s, ito ang electric charge Q, na para sa lahat ng elementarya na particle ay katumbas ng zero o isang integer, negatibo o positibo; baryon charge B (sa isang particle - zero o isa, sa isang antiparticle - zero o minus one); lepton charges, kung saan ang Le at Lm ay katumbas ng zero, one, at sa antiparticle - zero at minus one; isotopic spin na may integer o half-integer; kakaibang S at iba pa. Ang lahat ng mga quantum number na ito ay parehong naaangkop sa elementarya na mga particle at sa atomic nuclei.
Sa malawak na kahulugan ng salita, ang mga ito ay tinatawag na mga pisikal na dami na tumutukoy sa paggalaw ng isang particle o sistema at pinananatili. Gayunpaman, hindi naman kinakailangan na kabilang ang mga ito sa isang discrete spectrum ng mga posibleng halaga.
