Descrivere gli stati degli elettroni negli atomi può essere un'impresa complicata. Come se la lingua inglese non avesse parole per descrivere orientamenti come "orizzontale" o "verticale", o "rotondo" o "quadrato", una mancanza di terminologia porterebbe a molti malintesi. I fisici hanno anche bisogno di termini per descrivere la dimensione, la forma e l'orientamento degli orbitali elettronici in un atomo. Ma invece di usare parole, usano numeri chiamati numeri quantici. Ciascuno di questi numeri corrisponde a un diverso attributo dell'orbitale, che consente ai fisici di identificare l'orbitale esatto di cui vogliono discutere. Sono anche correlati al numero totale di elettroni che un atomo può contenere se questo orbitale è il suo guscio esterno o di valenza.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
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Determinare il numero di elettroni utilizzando i numeri quantici contando prima il numero di elettroni in ciascun orbitale completo (basato sull'ultimo valore completamente occupato del numero quantico principale), poi sommando gli elettroni per le intere subshell del valore dato del numero quantico principale, e poi sommando due elettroni per ogni possibile numero quantico magnetico per l'ultimo sottoscala.
Sottrarre 1 dal primo, o principio, numero quantico. Poiché gli orbitali devono essere riempiti in ordine, questo indica il numero di orbitali che devono essere già pieni. Ad esempio, un atomo con i numeri quantici 4,1,0 ha un numero quantico principale di 4. Ciò significa che 3 orbitali sono già pieni.
Aggiungi il numero massimo di elettroni che ogni orbitale completo può contenere. Annotare questo numero per un uso successivo. Ad esempio, il primo orbitale può contenere due elettroni; il secondo, otto; e il terzo, 18. Pertanto i tre orbitali combinati possono contenere 28 elettroni.
Identificare la subshell rappresentata dal secondo numero quantico, o angolare. I numeri da 0 a 3 rappresentano rispettivamente le subshell "s", "p", "d" e "f". Ad esempio, 1 identifica una subshell "p".
Aggiungi il numero massimo di elettroni che ogni subshell precedente può contenere. Ad esempio, se il numero quantico indica una subshell "p" (come nell'esempio), aggiungere gli elettroni nella subshell "s" (2). Tuttavia, se il tuo numero quantico angolare fosse "d", dovresti aggiungere gli elettroni contenuti in entrambe le subshell "s" e "p".
Aggiungi questo numero agli elettroni contenuti negli orbitali inferiori. Ad esempio, 28 + 2 = 30.
Determina quanti orientamenti della subshell finale sono possibili determinando l'intervallo di valori legittimi per il terzo numero quantico, o magnetico. Se il numero quantico angolare è uguale a "l", il numero quantico magnetico può essere qualsiasi numero compreso tra "l" e "−l", inclusi. Ad esempio, quando il numero quantico angolare è 1, il numero quantico magnetico può essere 1, 0 o -1.
Contare il numero di possibili orientamenti della subshell fino a quello indicato dal numero quantico magnetico compreso. Inizia con il numero più basso. Ad esempio, 0 rappresenta il secondo orientamento possibile per il sottolivello.
Aggiungi due elettroni per ciascuno degli orientamenti alla somma di elettroni precedente. Questo è il numero totale di elettroni che un atomo può contenere attraverso questo orbitale. Ad esempio, poiché 30 + 2 + 2 = 34, un atomo con un guscio di valenza descritto dai numeri 4,1,0 contiene un massimo di 34 elettroni.