Κβαντικά Αριθμοί

Τα κβαντικά αριθμοί εκφράζουν βασικά τη διεύθυνση των ηλεκτρονίων σε ένα άτομο. Αυτοί οι κβαντικοί αριθμοί αντιπροσωπεύουν τη θέση, το επίπεδο ενέργειας και την περιστροφή του ηλεκτρονίου στο άτομο. Οι κβαντικοί αριθμοί είναι χρήσιμοι για την αναπαράσταση της διάταξης των ηλεκτρονίων. Υπάρχουν τέσσερις τύποι κβαντικών αριθμών –

1. Βασικός κβαντικός αριθμός (n)

2. Ορβιτάλ ή Αζιμουθιακός κβαντικός αριθμός (l)

3. Μαγνητικός κβαντικός αριθμός (m ή ml)

4. Κβαντικός αριθμός μαγνητικής περιστροφής (ms)

Βασικός κβαντικός αριθμός (n)

Ο βασικός κβαντικός αριθμός ενός ηλεκτρονίου αντιπροσωπεύει το κύριο επίπεδο ενέργειας ή τον φάκελο ή την τροχιά στην οποία ανήκει το ηλεκτρόνιο. Παρουσιάζεται με το 'n'. Έχει ακέραιες τιμές, δηλαδή 1, 2, 3, 4, … κ.λπ. Ο βασικός κβαντικός αριθμός χρησιμοποιείται στο ατομικό μοντέλο Bohr και Sommerfeld.
Τα ηλεκτρόνια με βασικό κβαντικό αριθμό συνδέονται με τα ίδια επίπεδα ενέργειας (φάκελους). Αυτά τα επίπεδα ενέργειας συμβολίζονται με τα γράμματα K, L, M, N, … κ.λπ. Για διαφορετικά επίπεδα ενέργειας (φάκελους) οι τιμές του "Βασικού κβαντικού αριθμού 'n' και το μέγιστο πλήθος ηλεκτρονίων που συνδέονται με διαφορετικά επίπεδα ενέργειας δίνονται στον παρακάτω πίνακα-

Όσο αυξάνεται ο κβαντικός αριθμός ενός φακέλου, αυξάνεται και η απόσταση του φακέλου. Συνεπώς, οι φάκελοι έχουν διαφορετικά επίπεδα ενέργειας, τα οποία μειώνονται με την αύξηση του κβαντικού αριθμού.

Ορβιτάλ ή Αζιμουθιακός κβαντικός αριθμός (l)

Ο ορβιτάλ ή αζιμουθιακός κβαντικός αριθμός αντιπροσωπεύει το υποφάκελο του ορβιτάλ στο οποίο συνδέεται το ηλεκτρόνιο. Κάθε κύριος φάκελος (επίπεδο ενέργειας) χωρίζεται σε υποεπίπεδα ενέργειας/υποφάκελους.

Αυτοί οι υποφάκελοι ονομάζονται επίσης ως ορβιτάλ. Αυτοί οι υποφάκελοι/ορβιτάλ συμβολίζονται με s, p, d, f, … κ.λπ., με αντίστοιχο ορβιτάλ κβαντικό αριθμό l = 1, 2, 3, 4, … κ.λπ. Το πλήθος των υποφακέλων σε κάθε κύριο φάκελο είναι ίσο με τον βασικό κβαντικό αριθμό 'n'. Η δυνατότητα κάθε κύριου φακέλου μπορεί να καθοριστεί προσθέτοντας τη δυνατότητα των υποφακέλων. Η δυνατότητα των υποφακέλων δίνεται στον παρακάτω πίνακα-

Ο ορβιτάλ ή αζιμουθιακός κβαντικός αριθμός αντιπροσωπεύει τον κυκλικό ρυθμό και τη δυνατή μορφή του ορβιτάλ στο οποίο συνδέεται το ηλεκτρόνιο. Για παράδειγμα, για ορβιτάλ κβαντικό αριθμό, l = 0, η τιμή του κυκλικού ρυθμού είναι μηδέν και η μορφή του ορβιτάλ είναι ευθεία γραμμή με μηδενικό κυκλικό ρυθμό. Για l = 1, η μορφή του ορβιτάλ είναι έλλειψη με μη μηδενική τιμή κυκλικού ρυθμού. Για l = 2, η μορφή του ορβιτάλ είναι πιο στρογγυλή έλλειψη με μεγαλύτερη τιμή κυκλικού ρυθμού.
Για διαφορετικές τιμές του ορβιτάλ ή αζ