Спінове квантове число

Магнітне квантове число

Магнітне квантове число т визначає орієнтацію електронної хмари у просторі відносно напрямку зовнішнього магнітного поля. Значення магнітного квантового числа залежить від орбітального

і змінюється в межах 0, +1, ±2, ±3... ± l. Наприклад, якщо l = 2, магнітне квантове число набуває значень —2, — 1, 0, +1, +2, всього п'ять значень. Число значень магнітного квантового числа для даного орбітального дорівнює 2 l + 1, що відповідає числу можливих розміщень електронної хмари певної форми у просторі відносно системи координат. Число значень магнітного квантового числа дорівнює числу атомних орбіталей на енергетичному підрівні. Так, s-стану відповідає одна атомна орбіталь, для якої l = 0, m = 0; p-стану — три атомних орбіталі, для яких l = 1, m = -2, -1, 0, +1. Три значення магнітного квантового числа відповідають р_х, р_у, р_z орбіталям, тобто гантелеподібні p-атомні орбіталі розміщені у просторі вздовж осей х, у та z. d-Стану відповідають п'ять атомних орбіталей, для яких l = 2, m = —2, —1, 0, +1, +2. d-oрбіталі, орієнтовані своїми лопатями вздовж осей координат, позначають d_x2-y2 та d_z2, а d-орбіталі орієнтовані лопатями між осями — d_xy d_yz, d_xz. (рис. 2).

Орбіталі з однаковою енергією називають виродженими. При відсутності зовнішнього магнітного поля p-орбіталі трикратно вироджені, d-орбіталі — п'ятикратно.

Таким чином, сукупність трьох квантових чисел — головного, орбітального та магнітного, характеризує конкретну атомну орбіталь, причому єдино можливу в даному атомі з таким набором квантових чисел.

Вивчення тонкої структури випромінювання атомів показало, що для повної характеристики стану електрона необхідно ввести четверте квантове число, яке характеризує власний внутрішній дух електрона. Спінове квантове число позначається s або ms. Воно відображає досить складне фізичне явище, однак для спрощення приймають, що спіновий момент зумовлений обертанням електрона навколо власної осі в той або інший бік. Спінове квантове число приймає лише два значення: + 1/2 та -1/2.

Враховуючи можливі значення квантових чисел, обчислюють максимальне число орбіталей на енергетичних рівнях та підрівнях і число електронів на цих орбіталях. Для обчислення числа електронів слід враховувати, що кожна атомна орбіталь містить два електрони, які відрізняються лише значенням s (табл. 1).

Квантовий стан електронів, ємкість енергетичних рівнів та підрівнів

Енергетичний рівень	Енергетичний підрівень	Можливі значення магнітного квантового числа	Число орбіталей	Максимальне число електронів
Літерні позначення	Числові позначення	Значення l	Тип орбіталі	На підрівні 2 l+1	На підрівні п^2	На підрівні 2(2 l+ 1)	На підрівні 2 п ^2
K			S
L			s p	-1, 0, +1
M			s p d	-1, 0, +1 -2, -1, 0, +1, +2
N			s p d f	-1, 0,+1 -2, -1, 0, +1, +2 -3,-2,-1,0,+1,+2,+3

Дата добавления: 2015-05-24