Liczby kwantowe

Liczby kwantowe – liczby opisujące dyskretne wielkości fizyczne. Pojęcie to pojawiło się w fizyce wraz z odkryciem mechaniki kwantowej. Prawie wszystkie wielkości fizyczne na poziomie cząstek i atomów podlegają zjawisku kwantowania, tzn. przyjmują ściśle określone, dyskretne (określone) wartości.

Liczby kwantowe elektronu w atomie

W atomie wodoru (mającym tylko jeden elektron) stan elektronu charakteryzują następujące liczby kwantowe:

Wielkość fizyczna	Nazwa liczby kwantowej	Symbol liczby kwantowej	Możliwe wartości	Interpretacja uproszczona
Energia (E)	główna liczba kwantowa	n	1,2,3,4,...	Liczba ta odpowiada średniej odległości elektronów od jądra atomu. Elektrony o jednakowej głównej liczbie kwantowej mają zbliżoną energię.
Orbitalny moment pędu (l)	poboczna liczba kwantowa	l	0,1,2,...,n-1	Elektrony o jednakowej pobocznej liczbie kwantowej mają podobny kształt orbitalu.
Rzut orbitalnego momentu pędu (l_z)	magnetyczna liczba kwantowa	m_l	-l, -l+1,...,-1,0,1...,l-1,l	Liczba ta określa zachowanie sie orbitalu elektronu w polu magnetycznym.
Spinowy moment pędu (s)	spinowa liczba kwantowa	s	1/2	Liczba ta określa moment pędu samego elektronu. Przyjmuje tylko jedną wartość.
Rzut spinowego momentu pędu	magnetyczna spinowa liczba kwantowa	m_s	-1/2, 1/2	Liczba ta określa zachowanie elektronu w polu magnetycznym. Może przyjmować tylko dwie wartości.

widac, że w atomie wodoru wymienione wielkości fizyczne w odniesieniu do elektronu mogą przyjmować jedynie ściśle określone wartości. Dwie z tych wielkości są wektorami, a więc i orientacja (kierunki) tych wektorów w przestrzeni nie jest dowolna.

Inne zagadnienia z tej lekcji

Równanie Schrödingera

Podstawowe równanie w mechanice kwantowej nosi nazwę równania Schrödingera. Równanie to zostało sformułowane w 1926 roku prze Erwina Schrödingera, przyjmując, że cząstki mają własności falowe zgodnie z hipotezą fal materii de Broglie'a.

Konfiguracja elektronowa

Zasady opisu konfiguracji elektronowej. Pojęcie powłoki, podpowłoki i orbitalu.

Zakaz Pauliego

Żadne dwa elektrony w atomie nie mogą być opisane tym samym zestawem liczb kwantowych.