Kvantumtal är värden som beskriver energin eller energikapaciteten hos en atoms elektron. Siffrorna anger en elektrons spinn-, energi-, magnetiska moment och vinkelmoment. Enligt Purdue University kommer kvanttal från Bohr-modellen, Schrödinger Hw = Ew-vågekvation, Hunds regler och Hund-Mulliken-orbitalteori. För att förstå kvantnumren som beskriver elektronerna i en atom, är det till hjälp att känna till de relaterade fysik- och kemivillkoren och principerna.

Principal Quantum Number

Elektroner snurrar i atomskal som kallas orbitaler . Karaktäriserad av "n" identifierar huvudkvantumet avståndet från en atoms kärna till en elektron, orbitalets storlek och den azimutala vinkelmomentet, vilket är det andra kvantnumret som representeras av "l." Huvudkvantumtalet beskriver också energin i en omloppsbana, eftersom elektronerna befinner sig i ett konstant tillstånd av rörelse, har motsatta laddningar och lockas till kärnan. Orbitaler där n = 1 är närmare kärnan i en atom än de där n = 2 eller ett högre antal. När n = 1 är en elektron i ett marktillstånd. När n = 2 är orbitalerna i ett upphetsat tillstånd.

Angular Quantum Number

Representeras av "ℓ", det vinkliga eller azimutala quantumnumret identifierar formen av en orbital. Det berättar också om vilket suborbital- eller atomskalskikt du kan hitta en elektron i. Purdue University säger att orbitaler kan ha sfäriska former där ℓ = 0, polära former där ℓ = 1 och kloverleaf formar där ℓ = 2. En klöverformig form som har en extra kronblad definieras av ℓ = 3. Orbitaler kan ha mer komplexa former med ytterligare kronblad. Vinkelkvantumtal kan ha ett heltal mellan 0 och n-1 för att beskriva formen på en orbital. När det finns sub-orbitaler eller sub-skal, representerar ett brev varje typ: "s" för 1 = 0, "p" för 1 = 1, "d" för 1 = 2 och "f" för 1 = 3. Orbitaler kan ha fler delskalor som resulterar i ett större vinkelkvantumtal. Ju större sub-skalets värde desto mer energi är det. När ℓ = 1 och n = 2 är delskalet 2p eftersom talet 2 representerar huvudkvantumtalet och p representerar delskalet.

Magnetic Quantum Number

Magnetkvantum tal eller "m" beskriver en orbital orientering baserad i sin form (1) och energi (n). I ekvationer ser du det magnetiska kvantnumret som kännetecknas av den lägsta bokstaven M med ett prenumeration ℓ, m_ {ℓ}, som anger orienteringen av orbitalerna i en undernivå. Purdue University säger att du behöver magnetmagnetnumret för någon form som inte är en sfär, där ℓ = 0, eftersom sfärerna bara har en orientering. Å andra sidan kan "kronblad" av en orbital med klöverblad eller polär form möta olika riktningar och magnetmagnetantalet berättar vilken väg de möter. Istället för att ha konsekutiva positiva integralnummer kan ett magnetiskt kvantnummer ha integrerade värden på -2, -1, 0, +1 eller +2. Dessa värden delar delskal i individuella orbitaler som bär elektronerna. Dessutom har varje delskal 2 1 + 1 orbitaler. Därför har delskal s, som är lika med vinkelkvantumnumret 0, ett orbital: (2x0) + 1 = 1. Sub-shell d, som är lika med vinkelkvantum nummer 2, skulle ha fem orbitaler: (2x2) + 1 = 5.

Spinnkvantumtal

Pauli Exclusion Principle säger att ingen två elektroner kan ha samma värden n, l, m eller s. Därför kan endast högst två elektroner vara i samma orbital. När det finns två elektroner i samma omlopp, måste de rotera i motsatta riktningar, eftersom de skapar ett magnetfält. Spinnkvantumtalet, eller s, är den riktning som en elektron roterar. I en ekvation kan du se det här numret representerat av en liten bokstav m och en prenumeration med små bokstäver s, eller m_ {s}. Eftersom en elektron bara kan rotera i en av två riktningar - medurs eller moturs - siffrorna som representerar s är +1/2 eller -1/2. Forskare kan referera till spinnet som "upp" när det är moturs, vilket innebär att snurrantalet är +1/2. När spinnet är "ner" har det ett m_ {s} -värde på -1/2.