Kvantnummer: Former, Atomic Orbital och Exempel

Ett kvantnummer är ett tal som har en speciell betydelse eller parameter för att beskriva ett tillstånd av ett kvantsystem.

I början kan vi ha studerat några enkla atomteorier som John Daltons teori. Den tekniska utvecklingen ledde dock till nya teorier om atomen.

Tidigare visste vi om Niels Bohrs atomteori som säger att atomer kan röra sig runt atomkärnan i sin bana.

Men några år senare föddes en ny atomteori som kallas kvantteori efter upptäckten av teorin om partikelvågsdualism.

Atommens kvantteori ger betydande förändringar av atommodellen.

I kvantteorin modelleras atomer i form av tal eller så kallade kvantnummer . För mer information, låt oss titta på mer om vad som är en bil. kvant.

preliminära

"Ett kvantnummer är ett tal som har en speciell betydelse eller parameter för att beskriva ett tillstånd för ett kvantsystem."

Till en början lades denna teori fram av en berömd fysiker vid namn Erwin Schrödinger med en teori som ofta kallas kvantmekaniksteorin.

Atommodellen som först löstes av honom var väteatommodellen genom en vågekvation för att erhålla bil. kvant.

Från detta nummer kan vi veta om en atoms modell med utgångspunkt från atomorbitalerna som beskriver neutronerna och elektronerna i dem och atomens beteende.

Det bör dock noteras att modellen för kvantteori bygger på osäkerheten i elektronpositioner. En elektron är inte som en planet som kretsar kring en stjärna i sin omloppsbana. Emellertid rör sig elektroner enligt vågekvationen så att elektronens position bara kan "förutsägas" eller så är sannolikheten känd.

Därför producerar teorin om kvantmekanik flera elektronsannolikheter så att de spridda elektronernas omfattning kan vara känd eller så kallade orbitaler.

Vad är exakt ett kvantnummer?

I grund och botten består ett kvantnummer av fyra siffror, nämligen:

• Huvudkvantnummer (n)
• Azimutnummer (l)
• Magnetiskt tal (m)
• Snurrnummer.

Från de fyra siffrorna ovan, kan orbitalenerginivå, storlek, form, orbital radiell sannolikhet eller till och med dess orientering också vara känd.

Dessutom kan centrifugeringsnumret också beskriva elektronens vinkelmoment eller centrifugering i en orbital. För mer information tittar vi på de element som utgör räkningar en efter en. kvant.

1. huvudkvantantal (n)

Som vi vet beskriver huvudkvantantalet huvudegenskapen sett från en atom, nämligen energinivån.

Ju större värdet på detta tal, desto större är atomens energinivå.

Läs också: Assimilation [Komplett]: Definition, termer och fullständiga exempel

Eftersom en atom har ett skal på minst 1 skrivs huvudkvanttalet som ett positivt heltal (1,2,3,….).

2. Kvantnummer för azimut (l)

Det finns siffror efter huvudkvanttalet som kallas bil. kvantazimut.

Azimutkvanttalet beskriver orbitalformen som en atom har. Orbital form avser den plats eller subshell som en elektron kan uppta.

I skrift skrivs detta nummer genom att subtrahera bil. huvudkvantum med en (l = n-1).

Om en atom har 3 skal, så är azimutnumret 2 eller med andra ord finns det 2 subshells där elektronerna kan finnas.

3. kvantmagnetiskt nummer (m)

Efter att ha känt formen på banan med azimutnumret kan orbitalets orientering också ses med bi. kvantmagnetisk.

Orbitalorienteringen i fråga är positionen eller riktningen för banan som en atom har. En orbital har minst plus och minus värdet på dess azimutnummer (m = ± l).

Antag att en atom har numret l = 3 då är magnetiska numret (m = -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3) eller med andra ord kan atomen ha 7 typer av orientering.

4.Snurrkvantum (er)

I grund och botten har elektroner en inneboende identitet som kallas vinkelmoment eller vad som allmänt kallas snurr.

Denna identitet beskrivs sedan av ett nummer som kallas centrifugeringsnumret.

Det beskrivna värdet är endast det positiva eller negativa värdet av snurr eller allmänt känt som snurr upp och snurra ner.

Därför bil. centrifugeringen består endast av (+1/2 och -1/2). Om en bil. quantum har ett centrifugeringsnummer på +1/2 så att elektronerna har en centrifugeringsorientering.

Nedan är ett exempel på en tabell över kvantnummer så att du kan förstå mer om räkningar. kvant.

Atomic Orbital

Tidigare fick vi veta att ett omlopp är en plats eller ett utrymme som en atom kan uppta.

Så att du kan förstå orbitalerna, låt oss titta på bilden nedan.

Bilden ovan är en form av en atoms banor. Pilen i bilden ovan visar banan eller utrymmet som en elektron kan uppta.

Från bilden ovan kan vi se att atomen har två utrymmen som kan upptas av elektroner.

En atom har fyra typer av subshells, nämligen s, p, d och f subshells. Eftersom subshells på en atom är olika är orbitalernas form också annorlunda.

Följande är några beskrivningar av orbitalerna som en atom har.

Elektronkonfiguration

Efter att ha känt till hur man modellerar atomen enligt kvantmekanisk teori kommer vi att diskutera konfigurationen eller arrangemanget av elektroner i atomorbitaler.

Läs också: Absolutvärdeekvationer (fullständig förklaring och exempelproblem)

Det finns tre huvudregler som ligger till grund för arrangemanget av elektroner i atomer. De tre reglerna är:

1. Aufbau-principen

Aufbau-principen är en regel för elektronarrangemang där elektroner först upptar orbitalerna med den lägsta energinivån.

För att inte bli förvirrad är bilden nedan arrangemangsregler enligt Aufbau-principen.

2. Pauli-förbudet

Varje arrangemang av elektroner kan fyllas från den lägsta orbitalenerginivån till den högsta.

Pauli betonade emellertid att det i en atom inte är möjligt att bestå av två elektroner med samma kvantnummer. Varje omlopp kan endast upptas av två typer av elektroner med motsatta snurr.

3. Hundregeln

Om en elektron fylls vid samma orbitalenerginivå, börjar placeringen av elektroner genom att fylla upp de elektroner som snurrar upp först i varje orbital med en låg energinivå. Fortsätt sedan med påfyllning.

Elektronkonfigurationen förenklas också ofta med de sällsynta gaselementen som visas ovan.

Dessutom finns avvikelser i elektronkonfigurationen, såsom i d-skalet. I d-skalet tenderar elektronerna att vara halvfyllda eller helt fyllda. Därför har Cr-atomkonfigurationen en ₂₄ Cr- konfiguration : [Ar] 4s13d5.

Problem exempel

Här är några exempel på frågor för att bättre förstå siffrorna. kvant

Exempel 1

En elektron har ett värde på ett huvudkvantantal (n) = 5. Bestäm varje räkning. andra kvantiteter?

Svar

 Värdet av n = 5
Värdet på l = 0,1,2 och 3
Värdet på m = mellan -1 och +1
För värdet l = 3 är värdet m = - 3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 

Exempel 2

Hitta elektronkonfigurationen och elektrondiagrammet för ₃₂ Ge- elementatomen

Svar

₃₂ Ge: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p2 eller [Ar] 4s2 3d10 4p2

Exempel 3

Hitta elektronkonfigurationen och elektrondiagrammet för ₈ O2− jonen

Svar

₈ O2−: 1s2 2s2 2p6 eller [He] 2s2 2p6 eller [Ne] (2 elektroner tillagda: 2s2 2p4 + 2)

Exempel 4

Bestäm huvud-, azimut- och magnetiska kvantnummer som en elektron som upptar 4d-energinivån kan ha.

Svar

n = 4 och l = 3. Om l = 2 är m = -3-2, -1, 0, +1, + 2 + 3 +

Exempel 5

Bestäm bil. kvantelement ₂₈ Ni

Svar

₂₈ Ni = [Ar] 4s2 3d8