Magnetkvantnumero

Magnetkvantnumret, betecknat med $m_l$, är ett kvantmekaniskt tal som beskriver orienteringen av ett orbitals elektronmoln i rymden. Det är en av de kvanttal som definierar en elektrons tillstånd i en atom. Tillsammans med huvudkvanttalet ($n$) och det azimutala kvanttalet ($l$) bestämmer magnetkvantnumret formen och orienteringen av en atoms orbital.

För ett givet värde av det azimutala kvanttalet $l$, kan magnetkvantnumret $m_l$ anta heltalsvärden från $-l$ till $+l$, inklusive noll. Detta innebär att det finns $2l+1$ möjliga orienteringar för en orbital med ett visst $l$-värde. Till exempel, för $p$-orbitaler ($l=1$), kan $m_l$ vara $-1$, $0$, eller $+1$, vilket motsvarar de tre rymdligt åtskilda $p$-orbitalerna ($p_x$, $p_y$, $p_z$).

Magnetkvantnumret uppstod ursprungligen för att förklara Zeeman-effekten, där spektrallinjer delar upp sig i närvaro av ett externt magnetfält. Delningen beror på att elektronernas orbitalrörelse interagerar med magnetfältet, vilket leder till energiskillnader som beror på orbitalernas orientering. Ett starkare externt magnetfält kan ge ytterligare uppdelning av energinivåerna, vilket leder till fler möjliga värden för magnetkvantnumret. I en atom utan externt magnetfält är de olika orienteringarna degenererade, det vill säga de har samma energi.