Kvantová čísla a jejich fyzický význam

Většina kvantové mechaniky zůstává mimo hranice porozumění, mnozí se zdají být fantastickí. Totéž platí pro kvantová čísla, jejichž povaha je stále ještě tajemná. Článek popisuje pojetí, typy a obecné zásady práce s nimi.

Obecné charakteristiky

Celá nebo poloviny-celočíselné kvantová čísla ve fyzikálních veličin určuje všechny možné diskrétní hodnoty charakterizující kvantový systém (molekula, atom, jádro) a elementární částice. Jejich použití je úzce spojena s existencí Planckova konstanta. Diskrétní, vyskytující se v mikrokosmu procesů odrážejí kvantová čísla a jejich fyzikální význam. Oni byli nejprve představen popsat vzory atomová spektra. Ale fyzikální význam a diskrétní individuální hodnoty byly zveřejněny pouze v kvantové mechanice.
Sada, která určuje vyčerpávající stav tohoto systému, se nazývá kompletní. Všechny státy odpovědné za možné hodnoty z takového souboru tvoří úplný systém stavů. Kvantová čísla v chemii se stupněmi volnosti elektronu ji určují ve třech prostorových souřadnicích a ve vnitřním stupni volnosti - spin.

Konfigurace elektronů a atomů

Jádro a elektrony jsou umístěny v atomu, mezi nimiž působí síly elektrostatické povahy. Energie se zvýší, jelikož vzdálenost mezi jádrem a elektronem klesá. To je věřeno potenciální energie bude v případě, že je z jádra odebrán neomezeně, rovna nule. Tento stav se používá jako původ. Proto je určena relativní energie elektronu.

Elektronický shell je sada energetických úrovní. Přidružení k jednomu z nich je vyjádřeno hlavním kvantovým číslem n.

Hlavní číslo

Jedná se o určitou úroveň energie se souborem orbitálů, ve kterých jsou podobné hodnoty složené z přirozených čísel: n = 1, 2, 3, 4, 5hellip - Když elektron prochází z jednoho stupně do druhého, změní se hlavní kvantové číslo. Je třeba mít na paměti, že ne všechny úrovně jsou naplněny elektrony. Když je atomová skořápka naplněna, je realizován princip nejméně energie. Jeho stav v tomto případě se nazývá nečekaný nebo základní.

Oběžné čísla

V každé úrovni jsou orbitály. Ti z nich s podobnou energií tvoří podúrovni. Tento úkol se provádí přes okružní (nebo jak se nazývá - strana) kvantové číslo l, který bere v celočíselné hodnoty od nuly do n - 1. Vzhledem k tomu, elektron má hlavní a orbitální kvantové číslo n a L, může být od l = 0 a končí s l = n - 1.

To ukazuje povahu pohybu odpovídající hladiny podhledu a energie. Pro l = 0 a libovolnou hodnotu n, elektronový oblak bude mít tvar koule. Poloměr bude přímo úměrný n. Pro l = 1, elektronový oblak má tvar nekonečna nebo osm. Čím větší je hodnota l, forma se stává složitějším a energie elektronu se zvětšuje.

Magnetické čísla

Ml je projekce orbitálního (vedlejšího produktu) momentální hybnost na jednom nebo druhém směru magnetického pole. Ukazuje prostorovou orientaci těch orbitálů, pro které je číslo l stejné. Ml může mít různé hodnoty 2 1 + 1, od -1 do +1.
Další magnetické kvantové číslo se nazývá spin-ms, což je vlastní hodnota počtu pohybů. Abychom to pochopili, lze si představit rotaci elektronu, jakoby byla kolem své vlastní osy. Ms se může rovnat -1/2, +1/2, 1.
Obecně platí, že u každého elektronu je absolutní hodnota rotace s = 1/2 a ms znamená jeho projekci na osu.

Princip Pauli: v atomu nemůže existovat dva elektrony se čtyřmi analogickými kvantovými čísly. Alespoň jeden z nich by měl být vynikající.
Pravidlo pro složení atomových vzorců.

1. Princip minimální energie. Nejprve naplnila úrovně a podúrovnice, které se nacházejí blíže k jádru, podle pravidel Klechkovského.
2. Poloha prvku udává, jak jsou elektrony distribuovány nad energetickými úrovněmi a podzemními úrovněmi:

• číslo se shoduje s nábojem atomu a počtem jeho elektronů;
• Periodické číslo odpovídá počtu energetických úrovní;
• číslo skupiny je stejné jako číslo valenčních elektronů v atomu;
• podskupina zobrazuje jejich distribuci.

Elementární částice a jádra

Kvantová čísla ve fyzice elementární částice jsou jejich vnitřní charakteristiky, které určují interakce a vzorce transformací. Kromě spin s, tento elektrický náboj Q, které jsou všechny elementární částice je nula nebo celé číslo nebo záporné polozhitelnomu- baryon B (v částicích - nula nebo jedna v antičástice - nula nebo mínus jedna) - leptonových poplatky kde Le a lm nula, jednota, a antičástice - nula a minus edinitse- izotopu odstřeďování s celé číslo nebo polovina chislom- neobvyklosti s a další. Všechna tato kvantová čísla jsou aplikována jak na elementární částice, tak na atomová jádra.
V nejširším slova smyslu se nazývají fyzikální veličiny, které určují pohyb částice nebo systému a které přetrvávají. Nicméně není vůbec nutné, aby patřily k diskrétnímu spektru všech možných hodnot.