Quantum tall og deres fysiske betydningen

Mange ting i kvantemekanikk er utenfor fatteevne, mye virker fantastisk. Det samme gjelder for de kvantetall, natur som er mystisk i dag. Artikkelen beskriver konseptet, typer og generelle prinsipper for arbeid med dem.

Generelle trekk

Hele eller halve heltalls kvantetall i de fysiske størrelser bestemt hvert mulige diskrete verdier som karakteriserer kvante-systemet (molekyl, atom, kjerne) og elementærpartikler. Bruken er nært knyttet til eksistensen av Plancks konstant. Diskret, som forekommer i mikrokosmos prosesser reflektere kvantetall og deres fysiske betydningen. De ble først introdusert for å beskrive mønstre av atomspektra. Men den fysiske betydningen og diskrete enkeltverdiene ble det beskrevet bare i kvantemekanikk.
Sett som definerer uttømmende tilstanden i systemet kalles komplett. Alle stater er ansvarlig for mulige verdier av dette settet danne et komplett system av stater. De kvantetall i kjemi med antall frihetsgrader i et elektron bestemme dens posisjon i tre dimensjoner, og de indre frihetsgrader - spinn.

Utforminger av elektroner og atomer

I atom plassert kjerne og elektroner, hvilke krefter virker mellom elektrostatisk natur. Den energi skal økes i den grad at det reduserer avstanden mellom kjernen og elektronet. Det antas at den potensielle energien er lik null hvis det er fjernet fra kjernen er uendelig. Denne tilstanden blir brukt som referanse. Dermed blir det bestemt den relative energi i elektron.

Elektronskall er det sett av energinivå. Som tilhører en av dem er det uttrykt i hovedkvantetallet n.

top nummer

Det refererer til et bestemt energinivå med et sett av orbitaler som har de samme verdier som består av naturlige tall: n = 1, 2, 3, 4, 5 ... Når en elektron passerer fra ett trinn til det andre varierer hovedkvantetallet. Husk at ikke alle nivåer er fylt med elektroner. Ved fylling av skallet med et atom, gjennomføring av prinsippet for minimum energi. Hans tilstand i dette tilfellet kalles unexcited eller grunntilstanden.

orbital nummer

I hvert nivå er det orbitaler. De som har en lignende energifremstille undersjiktet. Denne oppgaven skjer ved hjelp av orbital (eller som det kalles - siden) av kvante nummer l, som tar heltall fra null til n - 1. Da elektron, som har de prinsipielle og orbital kvantetall n og L, kan være fra l = 0 og slutter med l = n - 1.

Det viser karakteren av bevegelse og tilsvarende sub-energinivå. Når L = 0, og alle verdier av n, vil elektronskyen har en sfærisk form. Dens radius er direkte proporsjonal med n. Når L = en elektronskyen vil ta form av uendelig eller åtte. L Jo høyere verdi, vil skjemaet bli vanskeligere, og elektronenergi - vokse.

magnetisk nummer

Ml er en projeksjon av orbital (side) av den kinetiske moment ved en bestemt magnetisk feltretning. Den viser plasseringen av de orbitaler hvor antallet l like store. Ml kan ha forskjellige verdier 2L + 1 fra l til + l.
Andre magnetiske quantum tallet kalles spinn - ms, hvilket er den iboende kinetiske moment av bevegelsen. For å forstå dette, kan man forestille seg rotasjon av elektron som det var, på sin egen akse. Ms kan være -1/2, +1/2, 1.
Generelt, for en hvilken som helst absoluttverdien av elektronspinn s = 1/2, og ms er dens projeksjon på aksen.

Pauli prinsipp i et atom kan ikke være to elektroner med 4 like kvantetall. Minst en av dem må være forskjellig.
Regel samling formler atomer.

1. Prinsippet om minimum energi. Ifølge ham, først fylle nivå og undernivå som er nærmere kjernen, i henhold til reglene Klechkovskii.
2. Den posisjonsindikerende legeme som fordelte elektroner ved energinivå og undernivåer:

• nummer samsvarer med antall atomet og dens ladning av elektroner;
• periodisk tall tilsvarer antallet av energinivå;
• gruppenummer samsvarer med antall valenselektroner i atom;
• undergruppe viser fordelingen av disse.

Elementærpartikler og kjerner

De kvantetall i fysikken av elementærpartikler er deres indre kjennetegn, som bestemmer interaksjoner og transformasjoner mønstre. Dessuten spin s, dette elektrisk ladning Q, som alle elementærpartiklene er null eller et helt tall, positivt eller negativt; baryon B (i en partikkel - en null eller en i anti - null eller minus en); lepton kostnader der Le og Lm null, enhet, og i antipartikkel - null og minus ett; isotop med spinn helt tall eller halvt-heltall; strange S og andre. Alle disse kvantetall gjelder både elementærpartikler og atomkjerner.
Stort sett de kalles fysiske størrelser som bestemmer bevegelsen til partikkelen eller system og lagres. Imidlertid er det ikke nødvendig at de tilhører den diskrete spekteret av alle mulige verdier.