pääkvanttilukua

Pääkvanttiluku, merkittävä kvanttiluku, kuvaa atomaarisen orbitalin energiatason ja koon. Se on positiivinen kokonaisluku, n = 1, 2, 3, ... ja sitä käytetään yhdessä muiden kvanttilukujen kanssa kuvaamaan elektronin tilaa atoomissa.

Hydrogenin kaltaisissa järjestelmissä pääkvanttiluku määrittää energian eriytymisen: E_n ≈ -13,6 eV / n^2. Monien elektronien atomeissa energiatasojen riippuvuus on monimutkaisempi, ja energia riippuu sekä n:stä että muista kvanttiluvuista (kuten l) elektronien välisten vuorovaikutusten ja elektronin ytimen läpäisyominaisuuksien vuoksi.

Orbitaaliin liittyy myös sen radiaalinen koko ja muoto. Kun n kasvaa, orbitin odotettu säde suurenee. Radiaalijakautumisessa on n − l − 1 radiaalista solmukohtaa. Angular momentum -kvanttiluku l saa arvot 0 ≤ l ≤ n − 1, ja l määrittää orbitalin muodot (esim. s-, p-, d-, f-orbitalit). Magneettinen kvanttiluku m_l saa arvot -l ≤ m_l ≤ l, ja spinkvanttikuante m_s on ±1/2.

Spektroskopiassa sähködipolisissa siirtymissä noudatetaan Δl = ±1, ja energiamuutokset ilmenevät emission tai absorption spektrissä. Pääkvanttiluku antaa yleiskuvan elektronien pääkerroksista, joita tavataan K-, L- ja M-kuorina; nämä vastineet viittaavat n-arvoihin (n = 1, 2, 3).

Pääkvanttiluku on keskeinen käsite atomien rakenteen ja kemiallisten ominaisuuksien ymmärtämisessä, ja se muodostaa perustan kvanttifraktioille sekä kvantumkemialle.