Att beskriva tillstånden av elektroner i atomer kan vara en komplicerad verksamhet. Som om det engelska språket inte hade några ord för att beskriva orienteringar som "horisontal" eller "vertikal" eller "rund" eller "fyrkantig" skulle en brist på terminologi leda till många missförstånd. Fysiker behöver också termer som beskriver storleken, formen och orienteringen av elektronens orbitaler i en atom. Men istället för att använda ord använder de siffror som kallas kvantnummer. Var och en av dessa siffror motsvarar ett annat attribut i orbitalet, vilket gör det möjligt för fysiker att identifiera den exakta orbitalen de vill diskutera. De är också relaterade till det totala antalet elektroner som en atom kan hålla om denna orbitala är dess yttre eller valens, skal.
TL; DR (för länge, läste inte)
TL; DR (för länge, inte läst)
Bestäm antalet elektroner med hjälp av kvanttal genom att först räkna antalet elektroner i varje full orbital (baserat på det sista fullt upptagna värdet av principkvantum antal) och sedan lägga till elektronerna för hela delskalorna av det angivna värdet av principkvantumnumret och sedan lägga till två elektroner för varje möjligt magnetisk kvantnummer för den sista delskalan.
Räkna de fullständiga orbitalerna
Subtrahera 1 från den första eller principen, kvantnummer. Eftersom orbitalerna måste fylla i ordning, berättar detta antal orbitaler som redan måste vara fulla. Exempelvis har en atom med kvanttal 4,1,0 ett huvudkvantum på 4. Det betyder att 3 orbitaler redan är fulla.
Lägg till elektronerna för varje fullständig orbital
Lägg till det maximala antalet elektroner som varje fullständiga orbital kan hålla. Spela in det här numret för senare användning. Till exempel kan den första orbanan rymma två elektroner; den andra, åtta; och den tredje, 18. Därför kan de tre orbitalerna kombinera rymma 28 elektroner.
Identifiera Subshell Indikerat av Angular Quantum Number
Identifiera subshell representerad av andra eller vinkelformat, kvantnummer . Numren 0 till 3 representerar respektive "s", "p", "d" och "f" subshells. Till exempel identifierar 1 en "p" delskal.
Lägg till elektronerna från den fullständiga subshells
Lägg till det maximala antalet elektroner som varje tidigare delskal kan hålla. Om exempelvis kvantnumret indikerar ett "p" subshell (som i exemplet), lägg till elektronerna i "s" subshell (2). Om ditt vinkelkvantumnummer var "d" skulle du dock behöva lägga till de elektroner som finns i både "s" och "p" subshells.
Lägg till elektronerna från fulla subshells till dem från fulla orbitaler
Lägg till detta nummer på elektronerna i nedre orbitalerna. Till exempel, 28 + 2 = 30.
Hitta de legitima värdena för det magnetiska kvantnumret
Bestäm hur många orienteringar av den slutliga delskalan som är möjliga genom att bestämma intervallet av legitima värden för den tredje , eller magnetiskt, kvantnummer. Om vinkelkvantum talet är lika med "l" kan magnetkvantumtalet vara vilket tal som helst mellan "l" och "-l" inklusive. Till exempel, när vinkelkvantumtalet är 1, kan magnetkvantumnumret vara 1, 0 eller -1.
Räkna antalet möjliga subshell-orienteringar
Räkna antalet möjliga subshell-orienteringar upp till och inklusive den som indikeras av magnetisk kvantnummer. Börja med det lägsta numret. Till exempel representerar 0 den andra möjliga orienteringen för underlaget.
Lägg till två elektroner per möjlig orientering till föregående summa
Lägg till två elektroner för var och en av orienteringarna till föregående elektronsumma. Detta är det totala antalet elektroner som en atom kan innehålla upp genom denna omloppsbana. Till exempel, eftersom 30 + 2 + 2 = 34, en atom med ett valensskal som beskrivs av siffrorna 4,1,0 håller högst 34 elektroner.
