Описание состояний электронов в атомах может быть сложной задачей. Например, если бы в английском языке не было слов для описания ориентации, таких как «горизонтальный» или «вертикальный», «круглый» или «квадратный», отсутствие терминологии привело бы ко многим недоразумениям. Физикам также нужны термины для описания размера, формы и ориентации электронных орбиталей в атоме. Но вместо слов они используют цифры, называемые квантовыми числами. Каждое из этих чисел соответствует разному атрибуту орбитали, что позволяет физикам определить точную орбиталь, которую они хотят обсудить. Они также связаны с общим числом электронов, которое может удерживать атом, если эта орбиталь является его внешней или валентной оболочкой.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Определите количество электронов, используя квантовые числа, сначала подсчитав количество электронов на каждой полной орбитали (на основе последнего полностью занятого значения главного квантового числа), затем добавление электронов для полных подоболочек с заданным значением главного квантового числа, а затем добавление двух электронов для каждого возможного магнитного квантового числа для последнего подоболочка.
Вычтите 1 из первого или главного квантового числа. Поскольку орбитали должны заполняться по порядку, это говорит вам о количестве орбиталей, которые уже должны быть заполнены. Например, атом с квантовыми числами 4,1,0 имеет главное квантовое число 4. Это означает, что 3 орбитали уже заполнены.
Добавьте максимальное количество электронов, которое может удерживать каждая полная орбиталь. Запишите этот номер для дальнейшего использования. Например, первая орбиталь может содержать два электрона; второй - восемь; и третий, 18. Следовательно, объединенные три орбитали могут содержать 28 электронов.
Определите подоболочку, представленную вторым или угловым квантовым числом. Цифры от 0 до 3 представляют подоболочки «s», «p», «d» и «f» соответственно. Например, 1 обозначает подоболочку "p".
Добавьте максимальное количество электронов, которое может удерживать каждая предыдущая подоболочка. Например, если квантовое число указывает подоболочку «p» (как в примере), добавьте электроны в подоболочку «s» (2). Однако, если ваше угловое квантовое число было «d», вам нужно было бы сложить электроны, содержащиеся в подоболочках «s» и «p».
Добавьте это число к электронам, содержащимся на нижних орбиталях. Например, 28 + 2 = 30.
Определите, сколько ориентаций последней подоболочки возможно, определив диапазон допустимых значений для третьего, или магнитного, квантового числа. Если угловое квантовое число равно «l», магнитное квантовое число может быть любым числом от «l» до «−l» включительно. Например, когда угловое квантовое число равно 1, магнитное квантовое число может быть 1, 0 или -1.
Подсчитайте количество возможных ориентаций подоболочки вплоть до той, которая указана магнитным квантовым числом. Начните с наименьшего числа. Например, 0 представляет вторую возможную ориентацию подуровня.
Добавьте два электрона для каждой ориентации к предыдущей сумме электронов. Это общее количество электронов, которое атом может содержать через эту орбиталь. Например, поскольку 30 + 2 + 2 = 34, атом с валентной оболочкой, описываемой числами 4,1,0, содержит максимум 34 электрона.