9. Квантовые числа.

Орбиталь можно описать с помощью набора квантовых чисел. n — главное квантовое число, l — орбитальное квантовое число, m_l — магнитное квантовое число.

Главное квантовое число. Главное квантовое число равно номеру периода элемента. Электрон в атоме может находиться лишь в определённых квантовых состояниях, соответствующих пределённым значениям его энергии связи с ядром. Переход электрона из одного квантового состояния в другое связан со скачкообразным измнением его энергии. Квантовое состояние атома с наименьшей энергией E1 нзывают основным. Остальные квантовые состояния с более высокими уровнями энергии E2, E3, E4, ..., называют возбуждёнными. Электрон в основном состоянии связан с ядром наиболее прочно. В основном состоянии атом может находиться неограниченное время, в возбуждённом же состоянии — ничтожные доли секунды. Возбуждение атома происходит при нагревании, электроразряде, поглощении света и т.д.

Орбитальное кванотовое число. Для характеристики формы орбиталей, а следовательно и формы электронного облака введено орбитальое кванотовое число l. Допкстимые значения числа l определяются значением главного квантового числа n. Квантовое число l имеет значения: 0, 1, 2, 3, …, (n-1). Орбитальное квантовое число принято обознчать буквами:

0	1	2	3	4	5
s	p	d	f	g	h

Для каждого значения главного квантового числа орбитальое число принимает

значения, заключенные между 0 и (n-1).

Главное квантовое число n	Орбитальное кванотовое число l	Обозначение орбитали
1	0	1s
2	0, 1	2s, 2p
3	0, 1, 2	3s, 3p, 3d
4	0, 1, 2, 3	4s, 4p, 4d, 4f

Таким образом для электрона первuj энергитического уровня (n=1) возможна только одна форма орбитали, для второго энергитического уровня (n=2) возможны две формы орбиталей и т.д. Согласно квантово-механическим расчётам s-орбитали имеют форму шара, p – гантели, d и f — более сложные.

Магнитное квантовое число. Применяется для характеристики пространственного расположения орбиталей. Число значений мкч зависит от орбитального квантового числа и равно (2l+1)

Орбитальное кванотовое число l	Магнитное квантовое число ml	Число орбиталей с данным значением l
0	0	1
1	1, 0, -1	3
2	2, 1, 0, -1, -2	5
3	3, 2, 1, 0, -1, -2, -3	7

S-состоянию отвечает дона орбиталь, p-состоянию — три, d-состоянию — пять и т.д. Орбитали с одинаковой энергией называются вырожденными. Т. о. P-состояние вырождено трёхкратно, d-состояние — пятикратно.

Спиновое квантовое (m_s) чсло отражает наличие у электрна собственного момента движения. Оно имеет значение +1/2 или -1/2 в зависимости от одной из двух возможных ориентаций спина в магнитном поле.

В атоме каждый электрон располагается так, чтобы энергия атома была минимальна. В атоме не может быть двух электронов, обладающих одинаковыми свойствами (т.е. двух электронов с одинаковым набором квантовых чисел). В пределах одного энергитического подуровня электроны располагаются таким образом, чтобы их суммарный спин был максимален.