Квантни бројеви су вредности које описују енергију или енергетско стање атома електрона. Бројеви означавају спин електрона, енергију, магнетни тренутак и угаони тренутак. Према Универзитету Пурдуе, квантни бројеви потичу из Бохровог модела, Сцхродингерове једначине Хв = Ев таласа, Хундових правила и Хунд-Мулликенове теорије орбите. Да бисте разумели квантне бројеве који описују електроне у атому, корисно је бити упознат са сродним терминима и принципима физике и хемије.
Главни квантни број
Електрони се врте у атомским љускама званим орбитале. Окарактерисан са „н“, главни квантни број идентификује удаљеност од језгра атома до електрона, величину орбитални и азимутни угаони момент, што је други квантни број представљен са „ℓ“. Главни квантни број такође описује енергију орбитале јер су електрони у сталном стању кретања, имају супротна наелектрисања и привлаче их језгро. Орбитале где је н = 1 ближе су језгру атома од оних где је н = 2 или већи број. Када је н = 1, електрон је у основном стању. Када је н = 2, орбитале су у побуђеном стању.
Кутни квантни број
Представљен са „ℓ“, угаони или азимутни квантни број идентификује облик орбитале. Такође вам говори у којем суборбиталном или атомском слоју љуске можете пронаћи електрон. Универзитет Пурдуе каже да орбитале могу имати сферне облике где је ℓ = 0, поларне облике где је ℓ = 1 и облике детелине где је ℓ = 2. Облик детелине који има сувишну латицу дефинисан је са ℓ = 3. Орбитале могу имати сложеније облике са додатним латицама. Угаони квантни бројеви могу имати било који цео број између 0 и н-1 да опишу облик орбитале. Када постоје подорбитале или подљуске, слово представља сваки тип: „с“ за ℓ = 0, „п“ за ℓ = 1, „д“ за ℓ = 2 и „ф“ за ℓ = 3. Орбитале могу имати више подљусака које резултирају већим угаоним квантним бројем. Што је већа вредност подљуске, то је она под напоном. Када је ℓ = 1 и н = 2, подљуска је 2п, јер број 2 представља главни квантни број, а п представља подљуску.
Магнетни квантни број
Магнетни квантни број или „м“ описује орбиталну оријентацију засновану на њеном облику (ℓ) и енергији (н). У једначинама ћете видети магнетни квантни број који карактерише мало слово М са индексом ℓ, м_ {ℓ}, који вам говори о оријентацији орбитала унутар поднивоа. Универзитет Пурдуе наводи да вам је потребан магнетни квантни број за било који облик који није сфера, где је ℓ = 0, јер сфере имају само једну оријентацију. С друге стране, „латице“ орбите с детелиницом или поларним обликом могу се суочити у различитим правцима, а магнетни квантни број говори на који начин се суочавају. Уместо узастопних позитивних интегралних бројева, магнетни квантни број може имати интегралне вредности -2, -1, 0, +1 или +2. Ове вредности деле љуске на појединачне орбитале које носе електроне. Поред тога, свака поткошуља има 2ℓ + 1 орбитале. Према томе, подљуска с, која је једнака угаоном квантном броју 0, има једну орбиталу: (2к0) + 1 = 1. Подљуска д, која је једнака угаоном квантном броју 2, имала би пет орбитала: (2к2) + 1 = 5.
Спин квантни број
Паули-јев принцип искључења каже да ниједна два електрона не могу имати исте вредности н, ℓ, м или с. Према томе, само максимално два електрона могу бити у истој орбитали. Када се у истој орбитали налазе два електрона, они се морају окретати у супротним смеровима, јер стварају магнетно поље. Квантни број спина или с је правац у коме се електрон окреће. У једначини ћете можда видети овај број представљен малим словом м и малим словом с малим словом, или м_ {с}. Будући да се електрон може окретати само у једном од два смера - у смеру казаљке на сату или у супротном смеру - бројеви који представљају с су +1/2 или -1/2. Научници могу назвати спин окретањем према горе, што значи да је квантни број спина +1/2. Када је окретање „доле“, има вредност м_ {с} -1/2.