Головне квантове число як основний показник стану електрона
Одне з найважливіших місць у науковому сприйнятті сучасного світу займає так звана квантова теорія. В основі її лежить положення, що енергію, приховану в електроні, можна прорахувати, так як її величина може приймати тільки певні значення. При цьому найважливішим наслідком такого стану речей є висновок про те, що стан електрона в той чи інший момент часу можна описати сукупністю кількісних показників - квантовими числами.
Найважливіше значення в даній теорії має головне квантове число. Цим терміном в сучасній фізиці прийнято називати кількісний показник, відповідно до якого даний стан електрона відносять до певного енергетичного рівня. Енергетичний рівень, у свою чергу, це набір орбіталей, різниця за значенням енергії між якими вкрай незначна.
Як випливає з даного положення, головне квантове число може дорівнювати одному з позитивних натуральних чисел. При цьому принципове значення має інший факт. Адже в разі переходу електрона на інший енергетичний рівень головне квантове число в обов`язковому порядку поміняє своє значення. Тут цілком доречно провести паралель з моделлю Нільса Бора, де відбувається перехід елементарної частинки з однієї орбіти на іншу, в результаті чого виділяється або поглинається певна кількість енергії.
Головне квантове число найбезпосереднішим чином пов`язане з орбітальним квантовим числом. Вся справа в тому, що будь енергетичний рівень неоднорідний за своєю природою і включає в себе відразу кілька орбіталей. Ті з них, що володіють однаковим енергетичним значенням, утворюють окремий підрівень. Щоб з`ясувати, до якого подуровню належить та чи інша орбіталь, і застосовують поняття "орбітальне квантове число". Для його обчислення необхідно від головного квантового числа відняти одиницю. Тоді всі натуральні числа від нуля до цього показника і становитимуть орбітальне квантове число.
Найважливішою функцією цієї кількісної характеристики є те, що з її допомогою не тільки відбувається співвіднесення електрона з тим чи іншим подуровнем, але і характеризується траєкторія руху даної елементарної частинки. Звідси, до речі, і буквене позначення орбіталей, які відомі ще з шкільного курсу хімії: s, d, p, g, f.
Ще однією найважливішою характеристикою положення електрона є магнітне квантове число. Його основний фізичний зміст полягає в тому, щоб можна охарактеризувати проекцію моменту імпульсу по відношенню до напрямку, що збігається з напрямком магнітного поля. Іншими словами, воно необхідне для того, щоб відрізняти електрони, що займають орбіталі, квантове число яких однаково.
Магнітне квантове число може варіюватися в межах 2l + 1, де l - це кількісна характеристика орбітального квантового числа. Крім того, виділяють ще й магнітне спінове число, яке необхідно для того, щоб охарактеризувати квантове властивість елементарної частинки в чистому вигляді. Спін - це ні що інше, як момент кількості руху, який можна порівняти з обертанням електрона навколо своєї власної уявної осі.
Що таке збуджений стан атома У 1905 році Дж. Томсон запропонував першу модель будови атома, згідно з якою він являє собою позитивно заряджений кулю, усередині якого розташовуються частинки з негативним зарядом - електрони. Електрична нейтральність атома пояснювалася рівністю…
Класифікація елементарних частинок Наскільки різноманітні елементарні частинки, настільки ж різноманітні і їх характеристики. Саме на підставі характеристик і складена класифікація елементарних частинок.Один з найважливіших показників - це маса. Важливо брати до уваги саме масу…
Маса електрона - малий золотник та дорогий Якщо навскидку попросити 100 чоловік назвати хоча б три відомі елементарні частинки, то, можливо, не всі назвуть всі три, але ніхто не забуде назвати чемпіона за популярністю - електрон. Маленький, найлегший серед несучих заряд частинок, всюдисущий…
Закон радіоактивного розпаду Фізичний закон радіоактивного розпаду був сформульований після того, як в 1896 році Беккерелем було відкрито явище радіоактивності. Воно полягає в непередбачуваному переході одних видів ядер в інші, при цьому вони виділяють різні види випромінювань…
Раціональні числа та дії над ними Поняття про числа відноситься до абстракцій, що характеризує об'єкт з кількісної точки зору. Ще в первісному суспільстві у людей виникла потреба в рахунку предметів, тому з'явилися чисельні позначення. Надалі вони стали основою математики як…
Енергія іонізації атома Енергія іонізації - основна характеристика атома. Саме вона визначає природу і міцність хімічних зв'язків, які здатний утворювати атом. Відновні властивості речовини (простого) також залежать від цієї характеристики.Поняття «енергія іонізації» іноді…
Коротко про складне: будова електронних оболонок атомів Провінційний учитель хімії Джон Дальтон в 1803 році відкрив «Закон кратних відносин». Ця теорія говорить, що якщо конкретний хімічний елемент може утворювати з'єднання з іншими елементами, то на кожну його частину маси припадатиме частина маси іншої…
Магнітний момент - фундаментальна властивість елементарних частинок Магнітний момент атома - основна фізична векторна величина, що характеризує магнітні властивості будь-яких речовин. Джерелом формування магнетизму, як стверджує класична електромагнітна теорія, є мікроструми, що виникають внаслідок руху електрона по…
Електронна конфігурація - таємниці будови атома Восени 1910-го року Ернст Резерфорд, збурений роздумами, болісно намагався зрозуміти внутрішню будову атома. Його експерименти по розсіюванню альфа-частинок різноманітними речовинами переконливо доводили - всередині атома наявна якесь, досі не…
Прості числа: повсякденність нерозгаданою загадки Прості числа являють собою одне з найцікавіших математичних явищ, яке привертає до себе увагу вчених і простих громадян на протязі вже більше двох тисячоліть. Незважаючи на те, що зараз ми живемо в століття комп'ютерів і найсучасніших інформаційних…
Відносна молекулярна маса - фізична величина, властива кожному речовині Маси молекул, як і маси атомів, дуже малі. Тому для їх розрахунку використовують порівняння з атомної одиницею маси. Відносна молекулярна маса з'єднання - це фізична величина, яка дорівнює відношенню маси молекули сполуки до 1/12 частки атома…
Подільники і кратні числа Тема «Кратні числа» вивчається в 5 класі загальноосвітньої школи. Її метою є вдосконалення письмових та усних навичок математичних обчислень. На цьому уроці вводяться нові поняття - «кратні числа» і «подільники», відпрацьовується техніка знаходження…
Робота виходу електрона: важке розставання У практичній роботі інженера навіть досить абстрактні фізичні поняття можуть мати велике значення. Наприклад, робота виходу електрона з металу - стандартна величина для розробника систем електроніки. Звичайно, спеціалісту потрібні більш глибокі…