Головне квантове число як основний показник стану електрона

Відео: Ерік Давідич про триботехнических складах Супротек

Одне з найважливіших місць в науковому сприйнятті сучасного світу займає так звана квантова теорія. В основі її лежить положення, що енергію, приховану в електроні, можна прорахувати, так як її величина може приймати тільки певні значення. При цьому найважливішим наслідком такого стану речей є висновок про те, що стан електрона в той чи інший момент часу можна описати сукупністю кількісних показників - квантовими числами.

Відео: ФІЗИКА 9 клас

Найважливіше значення в даній теорії має головне квантове число. Цим терміном в сучасній фізиці прийнято називати кількісний показник, відповідно до якого цей стан електрона відносять до певного енергетичного рівня. Енергетичний рівень, в свою чергу, це набір орбіталей, різниця за значенням енергії між якими вкрай незначна.

Як випливає з даного положення, головне квантове число може дорівнювати одному з позитивних натуральних чисел. При цьому принципове значення має інший факт. Адже в разі переходу електрона на інший енергетичний рівень головне квантове число в обов`язковому порядку змінить своє значення. Тут цілком доречно провести паралель з моделлю Нільса Бора, де відбувається перехід елементарної частинки з однієї орбіти на іншу, в результаті чого виділяється або поглинається певна кількість енергії.

Відео: ФІЗИКА 7 клас

головне квантове число самим безпосереднім чином пов`язано з орбітальним квантовим числом. Вся справа в тому, що будь-який енергетичний рівень неоднорідний за своєю природою і включає в себе відразу кілька орбіталей. Ті з них, що мають однаковий енергетичним значенням, утворюють окремий підрівень. Щоб з`ясувати, до якого подуровню належить та чи інша орбіталь, і застосовують поняття "орбітальне квантове число". Для його обчислення необхідно від головного квантового числа відняти одиницю. Тоді все натуральні числа від нуля до цього показника і становитимуть орбітальне квантове число.

Найважливішою функцією цієї кількісної характеристики є те, що з її допомогою не тільки відбувається співвіднесення електрона з тим чи іншим подуровнем, а й характеризується траєкторія руху даної елементарної частинки. Звідси, до речі, і буквене позначення орбіталей, які відомі ще з шкільного курсу хімії: s, d, p, g, f.

Ще однією важливою характеристикою стану електрона є магнітне квантове число. Його основний фізичний зміст полягає в тому, щоб можна охарактеризувати проекцію моменту імпульсу по відношенню до напрямку, що збігається з напрямком магнітного поля. Іншими словами, воно необхідне для того, щоб відрізняти електрони, що займають орбіталі, квантове число яких однаково.

Магнітне квантове число може варіюватися в межах 2l + 1, де l - це кількісна характеристика орбітального квантового числа. Крім того, виділяють ще й магнітне спінове число, яке необхідно для того, щоб охарактеризувати квантова властивість елементарної частинки в чистому вигляді. Спін - це ні що інше, як момент кількості руху, який можна порівняти з обертанням електрона навколо своєї власної уявної осі.