Hogyan lehet megtalálni az egyes energiaszintek pályájának számát

Az energiaszintek és a pályák segítenek leírni az atom elektronikus szerkezetét. Meghatározzák, hogy az elektronok hogyan helyezkednek el az atomokon belül, és az ilyen energiák leírása a kvantumelméletből származik.

A kvantumelmélet szerint az atomok csak bizonyos energiaállapotokban létezhetnek. Ha egy atom, vagy egy elektron korrelációval megváltoztatja az állapotát, akkor az állapotok közötti energiakülönbséggel megegyező mennyiségű energiát nyel el vagy bocsát ki.

A kibocsátott vagy elnyelt energiát számszerűsítik; ez az energia jellemzi határozott összegeket. Ezeket a megengedett energiaállapotokat kvantumszámoknak nevezett számhalmazokkal írhatjuk le.

Az elektron atomban való elrendeződése leírható négy kvantumszám: n, l, m__l_ és M_s. Ezek az energiaszintre, az elektron alhéjakra, a pálya irányára és a spinre vonatkoznak.

Az első kvantumszámot a n és ez a fő energiaszint.

A fő energiaszint-meghatározás megmondja a megfigyelőnek a pálya méretét, és meghatározza az energiát. A növekedés

Az első kvantumszám csak integrális értékeket vehet fel, kezdve 1-vel; n = 1, 2, 3, 4... Minden energiaszint egy betűnek is megfelel: n = 1 (K), 2 (L), 3 (M), 4 (N) ...

A fő kvantumszám kiszámításához használja a n². Vannak n² pályák minden energiaszinthez. Mert n = 1, van 1² vagy egy pálya. N = 2 esetén 2 van² vagy négy pálya. Mert n = 3 kilenc pálya van, a n = 4 16 pálya van, a n = 5 van 5² = 25 pálya, és így tovább.

Az egyes energiaszintek maximális elektronszámának kiszámításához a 2. képletn² használható, hol n a fő energiaszint (első kvantumszám). Például 1. energiaszint, 2. (1)² két lehetséges elektronra számol, amelyek beilleszkednek az első energiaszintbe.

A második kvantumszám alszinteket jelöl, és betűvel jelöli l. Ez a kvantumszám az elektron részhéjait és az elektronfelhő általános alakját jelöli.

Az első két kvantumszám összefügg. Bármely adott n, l bármely, 0-tól kezdődő integrált felvehet, legfeljebb (n – 1); l = 0, 1, 2, 3 ...

A kvantumszintek, l = 0, 1, 2, 3 megfelel az s, p, d, f elektron alhéjaknak. S alakja gömb alakú, p nyolcas alakú, a d és f pályák bonyolultabb kialakításúak, többnyire lóhere alakú pályákkal.

Minden elektron alhéj tartalmazhat bizonyos mennyiségű elektronot, s = 2, p = 6, d = 10 és f = 14.

A harmadik kvantumszám m__l_, azt jelzi, hogy az elektronfelhő hogyan irányul az űrben.

Ennek a kvantumszámnak bármilyen integrált értéke lehet, beleértve a 0-t is l és -l (a második kvantumszám), vagy, m__l = _l... 2, 1, 0, -1, -2... -l

Mert l = 0, csak 1 m_ van_l érték, szintén 0. Ez csak egy pályát tartalmaz. Egy p pályára m_l_ = 1, 0, -1. Ez megfelel a három p orbitálnak három különböző irányban, p_xo_yo_z, amely megfelel a háromdimenziós x, y és z tengelynek.

A negyedik kvantumszám az óramutató járásával megegyező vagy az óramutató járásával ellentétes irányú forgást jelöli.

Az elektron egy tengelyen forgó töltött részecske, ezért mágneses tulajdonságokkal rendelkezik. Ez a kvantumszám nem függ össze n-vel, l, m_l, és csak két lehetséges értéke lehet: +1/2 vagy -1/2.

A negyedik kvantumszám hozzáadása lehetővé teszi az elektronok kitöltését a pályákra anélkül, hogy megsértenék a Pauli kizárási elvét. Ez azt állítja, hogy nincs két elektronnak ugyanaz a négy kvantumszám halmaza.

Emlékezzünk arra, hogy a pályák mennyiségének megállapítása az energiaszintben a képlettel származtatható n². A 3. energiaszint esetében n = (3)² vagy kilenc pálya.

A teljesebb számítás elvégezhető a fenti kvantumszámok információinak felhasználásával. Mert n = 3, az értékek l hozzáadható. Mert l = 0, csak egy pálya van, m_l = 0. Mert l = 1, három érték van (m_l = −1, 0 vagy +1). Mert l = 2, öt lehetséges érték létezik (m_l = −2, −1, 0, +1 vagy +2). Tehát a lehetőségek összeadása összesen 1 + 3 + 5 = 9 pályát eredményez.