Baie in kwantummeganika bly onbegryplik, baie lyk fantasties. Dieselfde geld vir kwantumgetalle, waarvan die aard vandag nog geheimsinnig is. Die artikel beskryf die konsep, tipes en algemene beginsels om daarmee te werk.
Algemene kenmerke
Geheelgetal of halfheelgetal kwantumgetalle vir fisiese hoeveelhede bepaal alle moontlike diskrete waardes wat stelsels van kwanta (molekule, atoom, kern) en elementêre deeltjies kenmerk. Die toepassing daarvan hou nou verband met die bestaan van Planck se konstante. Die diskreetheid van prosesse wat in die mikrokosmos plaasvind, weerspieël kwantumgetalle en hul fisiese betekenis. Hulle is eers bekendgestel om die reëlmatighede van die spektra van die atoom te beskryf. Maar die fisiese betekenis en diskreetheid van individuele hoeveelhede is slegs in kwantummeganika geopenbaar.
Die versameling, wat die toestand van hierdie stelsel volledig bepaal, is die volledige stel genoem. Alle state wat verantwoordelik is vir moontlike waardes uit so 'n stel vorm 'n volledige stelsel van state. Kwantumgetalle in chemie met die vryheidsgrade van 'n elektron definieer dit in drie ruimtelike koördinate en 'n interne vryheidsgraad -draai.
Elektronkonfigurasies in atome
In 'n atoom is daar 'n kern en elektrone, waartussen die kragte van 'n elektrostatiese aard inwerk. Die energie sal toeneem soos die afstand tussen die kern en die elektron afneem. Daar word geglo dat die potensiële energie nul sal wees as dit oneindig ver van die kern is. Hierdie toestand word as die beginpunt gebruik. Dus word die relatiewe energie van die elektron bepaal.
Die elektrondop is 'n stel energievlakke. Om aan een van hulle te behoort word uitgedruk deur die hoofkwantumgetal n.
Hoofnommer
Dit verwys na 'n sekere energievlak met 'n stel orbitale wat soortgelyke waardes het, bestaande uit natuurlike getalle: n=1, 2, 3, 4, 5… Wanneer 'n elektron van een stap na 'n ander beweeg, belangrikste kwantumgetalveranderinge. Daar moet in ag geneem word dat nie alle vlakke met elektrone gevul is nie. Wanneer die dop van 'n atoom gevul word, word die beginsel van die minste energie verwesenlik. Sy toestand word in hierdie geval onopgewonde of basies genoem.
Orbitaalnommers
Elke vlak het orbitale. Dié van hulle met soortgelyke energie vorm 'n subvlak. So 'n toewysing word gemaak deur die orbitale (of, soos dit ook genoem word, sy) kwantumgetal l te gebruik, wat die waardes van heelgetalle van nul tot n - 1 aanneem. Dus 'n elektron wat die hoof- en orbitale kwantumgetalle het n en l kan gelyk wees, begin met l=0 en eindig met l=n - 1.
Dit wys die aard van die beweging van die onderskeiesubvlak en energievlak. Vir l=0 en enige waarde van n, sal die elektronwolk die vorm van 'n sfeer hê. Die radius daarvan sal direk eweredig aan n wees. By l=1 sal die elektronwolk die vorm van oneindigheid of syfer agt aanneem. Hoe groter die waarde van l, hoe meer kompleks sal die vorm word, en die elektron se energie sal toeneem.
Magnetiese getalle
Ml is die projeksie van die orbitale (sy) hoekmomentum op een of ander rigting van die magneetveld. Dit toon die ruimtelike oriëntasie van daardie orbitale waarin die getal l dieselfde is. Ml kan verskillende waardes 2l + 1 hê, van -l tot +l.
Nog 'n magnetiese kwantumgetal word spin genoem - ms, wat die intrinsieke moment van die momentum is. Om dit te verstaan, kan 'n mens die rotasie van 'n elektron as 't ware om sy eie as voorstel. Ms kan -1/2, +1/2, 1 wees.
In die algemeen, vir enige elektron, is die absolute waarde van die spin s=1/2, en ms beteken sy projeksie op die as.
Pauli se beginsel: 'n atoom kan nie twee elektrone met 4 soortgelyke kwantumgetalle bevat nie. Ten minste een van hulle moet uitstekend wees.
Die reël vir die formulering van atome.
- Beginsel van minimum energie. Daarvolgens word die vlakke en subvlakke wat nader aan die kern is, eers gevul, volgens die reëls van Klechkovsky.
- Die posisie van die element dui aan hoe die elektrone oor energievlakke en subvlakke versprei is:
- die getal pas by die lading van die atoom en die aantal elektrone;
- periodieke getal stem ooreen met die aantal vlakkeenergie;
- groepgetal is dieselfde as die aantal valenselektrone in die atoom;
- subgroep wys hul verspreiding.
Elementêre deeltjies en kerne
Kwantumgetalle in die fisika van elementêre deeltjies is hul interne kenmerke wat die interaksies en patrone van transformasies bepaal. Benewens die spin s, is dit die elektriese lading Q, wat vir alle elementêre deeltjies gelyk is aan nul of 'n heelgetal, negatief of positief; barionlading B (in 'n deeltjie - nul of een, in 'n teendeeltjie - nul of minus een); leptonladings, waar Le en Lm gelyk is aan nul, een, en in die antipartikel - nul en minus een; isotopiese spin met heelgetal of halfheelgetal; vreemdheid S en ander. Al hierdie kwantumgetalle is van toepassing op beide elementêre deeltjies en atoomkerne.
In die breë sin van die woord word dit fisiese hoeveelhede genoem wat die beweging van 'n deeltjie of sisteem bepaal en behoue bly. Dit is egter glad nie nodig dat hulle tot 'n diskrete spektrum van moontlike waardes behoort nie.
