Πόσα ηλεκτρόνια έχουν τιμές κβαντικών αριθμών n l m;

Ρωτάτε για τη σχέση μεταξύ των κβαντικών αριθμών και του αριθμού των ηλεκτρονίων που μπορούν να περιγράψουν. Δείτε πώς λειτουργεί:

Quantum Number και Electron Περιγραφή

* n (κύριος αριθμός κβαντικού): Καθορίζει το επίπεδο ενέργειας του ηλεκτρονίου. Μπορεί να είναι οποιοσδήποτε θετικός ακέραιος (1, 2, 3, ...). Οι υψηλότερες τιμές n σημαίνουν υψηλότερα επίπεδα ενέργειας.

* l (αζιμουθιακό ή γωνιακό κβαντικό αριθμό ορμής): Περιγράφει το σχήμα του τροχιακού ηλεκτρονίου και έχει τιμές που κυμαίνονται από 0 έως N-1.

* L =0:S Orbital (σφαιρική)

* L =1:P Orbital (σχήμα αλτήρα)

* L =2:D Orbital (πιο σύνθετα σχήματα)

* L =3:F Orbital (ακόμα πιο σύνθετα σχήματα)

* m (μαγνητικός κβαντικός αριθμός): Καθορίζει τον προσανατολισμό του τροχιακού στο διάστημα. Αναλαμβάνει τιμές ακέραιων από -L έως +L, συμπεριλαμβανομένου του 0. Για παράδειγμα, αν l =1 (p orbital), m μπορεί να είναι -1, 0 ή +1, που αντιπροσωπεύει τρεις πιθανούς προσανατολισμούς.

* s (κβαντικός αριθμός spin): Περιγράφει την εγγενή γωνιακή ορμή ενός ηλεκτρονίου, που συχνά ονομάζεται "περιστροφή". Έχει δύο πιθανές τιμές:+1/2 ή -1/2.

Η αρχή αποκλεισμού Pauli

Η βασική αρχή είναι η αρχή αποκλεισμού pauli :Δεν υπάρχουν δύο ηλεκτρόνια σε ένα άτομο δεν μπορεί να έχει το ίδιο σύνολο και των τεσσάρων κβαντικών αριθμών (n, l, m, s). Αυτό σημαίνει ότι κάθε μοναδικό σύνολο κβαντικών αριθμών μπορεί να περιγράψει μόνο ένα ηλεκτρόνιο.

Παράδειγμα

Ας πούμε ότι έχετε n =2, l =1. Αυτό περιγράφει ένα τροχιακό 2p. Δεδομένου ότι L =1, m μπορεί να είναι -1, 0, ή +1. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχουν τρία τροχιακά 2P:

* 2p x (M =-1)

* 2p y (M =0)

* 2p z (M =+1)

Κάθε ένα από αυτά τα τροχιακά μπορεί να κρατήσει δύο ηλεκτρόνια (ένα με περιστροφή +1/2 και ένα με περιστροφή -1/2). Ως εκ τούτου, έχετε συνολικά 6 ηλεκτρόνια (3 τροχιακά * 2 ηλεκτρόνια ανά τροχιακό).

Συνοπτικά

Για να προσδιορίσετε πόσα ηλεκτρόνια μπορούν να περιγραφούν από ένα σύνολο κβαντικών αριθμών (n, l, m), ακολουθήστε αυτά τα βήματα:

1. Υπολογίστε τον αριθμό των τροχιακών: Η τιμή του L καθορίζει τον αριθμό των τροχιακών (2L + 1).

2. Προσδιορίστε την χωρητικότητα ηλεκτρονίων: Κάθε τροχιά μπορεί να κρατήσει το πολύ 2 ηλεκτρόνια.

3. Πολλαπλασιάστε για να βρείτε τα συνολικά ηλεκτρόνια: Ο συνολικός αριθμός των ηλεκτρονίων είναι (2L + 1) * 2.

Σημαντική σημείωση: Ο κβαντικός αριθμός M δεν επηρεάζει άμεσα τον αριθμό των ηλεκτρονίων. Καθορίζει τον προσανατολισμό του τροχιακού στο διάστημα, το οποίο είναι σημαντικό για τη χημική σύνδεση, αλλά δεν επηρεάζει τη συνολική χωρητικότητα των ηλεκτρονίων.