Quantenmechanik es ist eine der grundlegendsten Theorien in der Physik, die das Verhalten der Mikrokosmos beschreibt. Einer der Schlüsselaspekte dieser Theorie ist die Bestimmung der Zustände von Elektronen in einem Atom. Eine Möglichkeit, diese Zustände zu charakterisieren, sind Quantenzahlen. Jede Quantenzahl entspricht einer bestimmten Eigenschaft eines Elektrons, die sich in der Form seines Orbitals, seiner Energie und der Richtung des magnetischen Moments widerspiegelt.
Orbitale Quantenzahl (n) bestimmt die wichtigste Quantenebene eines Elektrons und zeigt seine Energie und den Radius der Umlaufbahn an. Es akzeptiert nur positive ganzzahlige Werte ab 1. Ein höherer Wert der umkreisenden Quantenzahl bedeutet ein höheres Energieniveau des Elektrons und ist dementsprechend entfernter vom Kern des Atoms.
Magnetische Quantenzahl (m) bestimmt die Richtung des magnetischen Moments eines Elektrons. Der Wert von m akzeptiert Integer-Werte von -n bis einschließlich n. Daher hängt die Anzahl der Werte magnetischer Quantenzahlen von der umlaufenden Quantenzahl ab.
Für Elektronen, die sich auf der ersten Energieebene (n = 1) befinden, ist der Wert der Umlaufquanten-Zahl also 1. Daher kann der Wert einer magnetischen Quantenzahl nur 0 sein. Auf der zweiten Ebene (n=2) ist der Wert der umlaufenden Quantenzahl 2, und der Wert der magnetischen Quantenzahl kann 0, -1 oder 1 sein. Und so weiter. Daher hat eine umlaufende Quantenzahl einen signifikanten Einfluss auf die Anzahl der möglichen Werte einer magnetischen Quantenzahl in einem Atom.
Eine umlaufende Quantenzahl und eine magnetische Quantenzahl in einem Atom
Die magnetische Quantenzahl (m) ist mit der Orientierung des Orbitals im Raum verbunden. Es kann Werte von -l bis l annehmen, einschließlich Null. Es gibt also 2l+1 verschiedene Werte für jeden l-Wert von m. Zum Beispiel hat m für s-Orbitale (l=0) nur einen Wert (m=0), während m für p-Orbitale (l=1) die Werte -1, 0 und 1 annehmen kann.
Eine umlaufende Quantenzahl bestimmt daher die Anzahl der Werte einer magnetischen Quantenzahl in einem Atom. Sie werden zusammen verwendet, um die elektronischen Niveaus in einem Atom vollständig zu beschreiben und die Elektronen gemäß dem Füllprinzip in den Orbitalen zu platzieren.
Einfluss einer umkreisenden Quantenzahl auf eine magnetische Quantenzahl
Umlaufende Quantenzahl definiert die Form des Orbitals in einem Atom und hat diskrete mögliche Werte, die durch die Buchstaben s, p, d, f und so weiter gekennzeichnet sind. Jede Form des Orbitals entspricht ihrer magnetischen Quantenzahl.
Magnetische Quantenzahl bestimmt die Richtung des Orbitalmoments eines Atoms und kann Werte von -l bis +l annehmen, wobei l eine Umlaufquanten-Zahl ist. Daher hängt die Anzahl der Werte einer magnetischen Quantenzahl vom Wert der umlaufenden Quantenzahl ab.
Zum Beispiel ist die magnetische Quantenzahl für Orbitale mit der Umlaufquantenzahl l=0 (s-Orbitale) 0. Für Orbitale mit einer umkreisenden Quantenzahl l= 1 (p-Orbitale) kann die magnetische Quantenzahl die Werte -1, 0 und 1 annehmen. Für Orbitale mit einer umkreisenden Quantenzahl l = 2 (d-Orbitale) kann die magnetische Quantenzahl die Werte -2, -1, 0, 1 und 2 annehmen.
Eine umlaufende Quantenzahl begrenzt daher die Anzahl der möglichen Werte einer magnetischen Quantenzahl in einem Atom. Es definiert die Merkmale der elektronischen Struktur eines Atoms und seine Fähigkeit, mit einem externen Magnetfeld zu interagieren.
