عدد کوانتومی
عدد کوانتومی اساساً آدرس الکترونها در اتم را نشان میدهد. این اعداد کوانتومی مکان، سطح انرژی و چرخش الکترون در اتم را نمایش میدهند. این اعداد کوانتومی برای نمایش پیکربندی الکترونی مفید هستند. اعداد کوانتومی به چهار نوع تقسیم میشوند –
عدد کوانتومی اصلی (n)
عدد کوانتومی مداری یا آزیموثال (l)
عدد کوانتومی مغناطیسی (m یا ml)
عدد کوانتومی مغناطیسی چرخش (ms)
عدد کوانتومی اصلی (n)
عدد کوانتومی اصلی الکترون سطح انرژی یا لایه یا مداری را نشان میدهد که الکترون به آن تعلق دارد. با 'n' نمایش داده میشود. مقادیر عدد صحیح دارد یعنی 1، 2، 3، 4، …… و غیره. عدد کوانتومی اصلی در مدل اتمی بور و سامرفلد استفاده میشود.
الکترونهایی که عدد کوانتومی اصلی دارند، با سطوح انرژی یکسان (لایهها) مرتبط هستند. این سطوح انرژی با حروف K، L، M، N، ……. و غیره نمایش داده میشوند. برای سطوح انرژی مختلف (لایهها) مقدار "عدد کوانتومی اصلی 'n' و حداکثر تعداد الکترونهای مرتبط با سطوح انرژی مختلف در جدول زیر آمده است-
| ردیف | سطح انرژی یا مدار (لایه) | عدد کوانتومی اصلی ‘n’ | حداکثر تعداد الکترونها (2n2) |
| 1 | K | 1 | 2×12=2 |
| 2 | L | 2 | 2×22=8 |
| 3 | M | 3 | 2×32=18 |
| 4 | N | 4 | 2×42=32 |
با افزایش عدد کوانتومی یک لایه، فاصله لایه افزایش مییابد. بنابراین، لایهها سطوح انرژی مختلفی دارند که با افزایش عدد کوانتومی کاهش مییابد.
عدد کوانتومی مداری یا آزیموثال (l)
عدد کوانتومی مداری یا آزیموثال زیرلایه مداری را نشان میدهد که الکترون به آن مرتبط است. هر لایه اصلی (سطح انرژی) به زیرلایههای انرژی تقسیم میشود.
این زیرلایهها به آنها مدار نیز گفته میشود. این زیرلایهها/مدارها با s، p، d، f، ……. و غیره طبقهبندی میشوند. با عدد کوانتومی مداری l = 1، 2، 3، 4…… و غیره. تعداد زیرلایهها در هر لایه اصلی برابر با عدد کوانتومی اصلی 'n' است. ظرفیت هر لایه اصلی با افزودن ظرفیت زیرلایهها تعیین میشود. ظرفیت زیرلایهها در جدول زیر آمده است-
| ردیف | زیرلایه | عدد کوانتومی (l) | ظرفیت الکترونی زیرلایه 2(2l + 1) |
| 1 | s | 1 | 2(2 × 0 + 1)=2 |
| 2 | p | 2 | 2(2 × 1 + 1)=6 |
| 3 | d | 3 | 2(2 × 2 + 1)=10 |
| 4 | f | 4 | 2(2 × 3 + 1)=14 |
عدد کوانتومی مداری یا آزیموثال عدد کوانتومی ممان خطی و شکل مداری را که الکترون با آن مرتبط است نشان میدهد. به عنوان مثال: برای عدد کوانتومی مداری، l = 0، مقدار ممان خطی صفر و شکل مدار خط مستقیم با ممان خطی صفر است. برای l = 1، شکل مدار بیضی با مقدار ممان خطی غیر صفر است. برای l = 2، شکل مدار بیضی گردتر با مقدار ممان خطی بیشتر است.
برای مقادیر مختلف عدد کوانتومی مداری یا آزیموثال، شکل مدارها در جدول زیر نشان داده شده است-
در پیکربندی الکترونی، عدد کوانتومی اصلی عدد کوانتومی قبل از حرف ذکر میشود و تعداد الکترونهایی با عدد کوانتومی مداری یکسان با اندیس حرف نمایش داده میشود. به عنوان مثال: اگر یک اتم دارای 6 الکترون با عدد کوانتومی اصلی 2 در زیرلایه 'p' باشد. در پیکربندی الکترونی آن به صورت '2p6' نمایش داده میشود.
عدد کوانتومی مغناطیسی (m یا ml)
عدد کوانتومی مغناطیسی (ml) مدارهای یک زیرلایه خاص را نشان میدهد. برای یک مقدار معین از l، مقدار عدد کوانتومی مغناطیسی (ml) از – l تا + l متغیر است. به عنوان مثال، برای زیرلایه p، مقدار ml خواهد بود، ml = – 1، 0، + 1. مدارها به صورت px،
