量子数と電子記述
* n(主要な量子番号): 電子のエネルギーレベルを決定します。それはどんな正の整数でもあります(1、2、3、...)。 N値が高いほど、エネルギーレベルが高くなります。
* l(方位角または角運動量量子数): 電子の軌道の形状を説明し、0からn-1の範囲の値を持っています。
* l =0:s軌道(球状)
* l =1:p orbital(ダンベル型)
* L =2:D Orbital(より複雑な形状)
* l =3:f軌道(さらに複雑な形状)
* m(磁気量子数): 空間内の軌道の方向を指定します。 0を含む-lから +Lの整数値になります。たとえば、l =1(p orbital)の場合、mは-1、0、または+1であり、3つの可能な方向を表します。
* s(スピン量子番号): しばしば「スピン」と呼ばれる電子の固有の角運動量について説明します。 +1/2または-1/2の2つの値があります。
パウリ除外原理
重要な原則は、パウリ除外原理です :原子内の2つの電子は、4つの量子数(n、l、m、s)の同じセットを持つことはできません。これは、量子数の一意のセットが1つの電子のみを記述できることを意味します。
例
n =2、l =1があるとしましょう。これは2p軌道を説明しています。 L =1であるため、mは-1、0、または+1です。 これは、3つの2p軌道があることを意味します。
* 2p x (m =-1)
* 2p y (m =0)
* 2p z (m =+1)
これらの軌道はそれぞれ2つの電子を保持できます(1つはスピン+1/2、もう1つはスピン-1/2)。 したがって、合計6つの電子(軌道ごとに3つの軌道 * 2電子)があります。
要約
量子数のセット(n、l、m)で記述できる電子の数を判断するには、次の手順に従います。
1。軌道の数を計算します: Lの値は、軌道の数(2L + 1)を決定します。
2。電子容量を決定します: 各軌道は、最大2つの電子を保持できます。
3。増殖して、総電子を見つけます: 電子の総数は(2L + 1) * 2です。
重要な注意: 量子数mは電子の数に直接影響しません。それは、化学的結合にとって重要であるが、総電子容量に影響しない空間の軌道の方向を決定します。