Kvanttilukujärjestyksen

Kvanttilukujärjestelmät ovat tapa kuvata atomin elektronien energiatiloja. Nämä tilat määritellään kvanttilukujen avulla, jotka ovat kokonaislukuja tai puolilukuja. Kvanttiluvut noudattavat tiettyjä sääntöjä, jotka perustuvat kvanttimekaniikan periaatteisiin.

Neljä kvanttilukua kuvaa kunkin elektronin tilaa atomissa. Pääkvanttiluku, n, määrittää elektronin energiatason ja sen keskimääräisen etäisyyden ytimestä. Se voi saada positiivisia kokonaislukuarvoja (1, 2, 3, ...). Toinen kvanttiluku, sivukvanttiluku eli momenttikvanttiluku, l, kuvaa orbitaalin muotoa ja voi saada arvoja välillä 0–(n-1). Arvot 0, 1, 2 ja 3 vastaavat s, p, d ja f -orbitaaleja.

Kolmas kvanttiluku, magneettinen kvanttiluku, ml, kuvaa orbitaalin suuntautumista avaruudessa. Sen arvot ovat kokonaislukuja välillä -l...+l. Viimeinen kvanttiluku, spin-kvanttiluku, ms, kuvaa elektronin spin-kvanttia. Elektronilla on spin ylös (+1/2) tai spin alas (-1/2). Paulin kieltosääntö sanoo, että jokaisella atomilla voi olla vain yksi elektroni, jolla on tietty kvanttilukujoukko.