kvanttinumeroita

Kvanttinumeroita on joukko numerosarjoja, jotka merkitsevät atomien elektronien kvanttilataukset ja -tilat. Ne tulevat ratkaisuista Schrödingerin yhtälöön elektronin liikkeelle useassa-atomiorbitaleissa, ja ne kuvaavat energian, kulmamismomentin sekä spinin ominaisuuksia. Kvanttinumeroiden avulla voidaan määritellä, millainen tilallinen kokonaisuus kyseessä on ja miten elektronit jakautuvat elektroniapin tiloille.

Pääkvantnumero n määrittelee energian suurin piirtein määrän ja sen, kuinka suurta etäisyyttä elektroni käyttää ydin vaikutuspiirissään. Alkuperäisestä n:n arvoista riippuu eristellyt rakenne; vapaassa atomissa energiatasot n riippuvat pääosin suuresti, kuten hydrogenissa, jossa energia on n-yhdisellä. Aksiaalinen kvantnumero l saa arvot 0, 1, ..., n-1 ja vastaa orbitalin muotoa: s, p, d, f jne. Magnetkvantnumero m_l saa arvot -l…l ja kertoo orbitalin kulmamuutoksen projektion. Spinnikvantnumero m_s on ±1/2 ja kuvaa elektronin sisäistä pyörimistä.

Monessa-atomisissa järjestelmissä yhdistetään nämä tilat kokonaismomentin kautta j ja m_j sekä heidän projektioitaan. Tämä LS- tai jj-kytkentäselitys johtaa termien symboleihin ja energioiden hienosäätöihin. Pauli-prinsiippi rajoittaa tilojen täyttymisen: kahta elektronia ei voi jakaa täsmälleen samaa n, l, m_l ja m_s -kombinaatiota.

Kvanttinumeroita ovat siten perusväline, jolla kuvataan elektronien järjestystä, sekä selitetään spektroskooppiset siirrot ja atomien ominaisuudet. Esimerkkejä ovat 1s^2, 2p^6, 3d^10 -rakenteet sekä niiden mahdolliset fine- ja hyperfine-korjaukset.