اعداد کوانتومی
عدد کوانتومی به طور اساسی 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 چهار نوع دارند –
عدد کوانتومی اصلی (n)
عدد کوانتومی مداری یا آزیموتال (l)
عدد کوانتومی مغناطیسی (m یا ml)
عدد کوانتومی مغناطیسی چرخشی (ms)
عدد کوانتومی اصلی (n)
عدد کوانتومی اصلی یک الکترون سطح انرژی یا پوسته یا مداری را نشان میدهد که الکترون به آن تعلق دارد. با 'n' نمایش داده میشود. این عدد مقادیر صحیح دارد مثلاً ۱، ۲، ۳، ۴، … و غیره. عدد کوانتومی اصلی در مدل اتمی بور و سمرفیلد استفاده میشود.
الکترونهایی که عدد کوانتومی اصلی دارند، با سطوح انرژی مشابه (پوستهها) مرتبط هستند. این سطوح انرژی با حروف K، L، M، N، … و غیره نشان داده میشوند. مقادیر "عدد کوانتومی اصلی 'n' و حداکثر تعداد الکترونهای مرتبط با سطوح انرژی مختلف در جدول زیر آمده است-
| شماره | سطح انرژی یا مدار (پوسته) | عدد کوانتومی اصلی 'n' | حداکثر تعداد الکترونها (2n2) |
| ۱ | K | ۱ | 2×12=2 |
| ۲ | L | ۲ | 2×22=8 |
| ۳ | M | ۳ | 2×32=18 |
| ۴ | N | ۴ | 2×42=32 |
با افزایش عدد کوانتومی یک پوسته، فاصله آن افزایش مییابد. بنابراین، پوستهها سطوح انرژی مختلفی دارند که با افزایش عدد کوانتومی کاهش مییابد.
عدد کوانتومی مداری یا آزیموتال (l)
عدد کوانتومی مداری یا آزیموتال زیرپوسته مداری را نشان میدهد که الکترون با آن مرتبط است. هر پوسته اصلی (سطح انرژی) به زیرسطحهای انرژی/زیرپوستهها تقسیمبندی میشود.
این زیرپوستهها به عنوان مدار نامیده میشوند. این زیرپوستهها/مدارها با s، p، d، f، … و غیره نشان داده میشوند و با عدد کوانتومی مداری l = ۱، ۲، ۳، ۴، … و غیره مرتبط هستند. تعداد زیرپوستهها در هر پوسته اصلی برابر با عدد کوانتومی اصلی 'n' است. ظرفیت هر پوسته اصلی با اضافه کردن ظرفیت زیرپوستهها تعیین میشود. ظرفیت زیرپوستهها در جدول زیر آمده است-
| شماره | زیرپوسته | عدد کوانتومی (l) | ظرفیت الکترونی زیرپوسته 2(2l + 1) |
| ۱ | s | ۱ | 2(2 × 0 + 1)=2 |
| ۲ | p | ۲ | 2(2 × 1 + 1)=6 |
| ۳ | d | ۳ | 2(2 × 2 + 1)=10 |
| ۴ | f | ۴ | 2(2 × 3 + 1)=14 |
عدد کوانتومی مداری یا آزیموتال مقدار گشتاور زاویهای و شکل ممکن مداری را که الکترون با آن مرتبط است نشان میدهد. برای مثال: برای عدد کوانتومی مداری، l = ۰، مقدار گشتاور زاویهای صفر است و شکل مدار خط مستقیم با گشتاور زاویهای صفر است. برای l = ۱، شکل مدار بیضیوار با مقدار گشتاور زاویهای غیرصفر است. برای l = ۲، شکل مدار بیضیوارتر با مقدار گشتاور زاویهای بیشتر است.
برای مقادیر مختلف عدد کوانتومی مداری یا آزیموتال، شکل مدارها در جدول زیر نشان داده شده است-
در پیکربندی الکترونی، عدد کوانتومی اصلی قبل از حرف ذکر میشود و تعداد الکترونهایی که عدد کوانتومی مداری مشابه دارند به صورت توان حرف نمایش داده میشود. برای مثال: اگر یک اتم ۶ الکترون با عدد کوانتومی اصلی ۲ در زیرپوسته 'p' داشته باشد. در پیکربندی الکترونی آن به صورت '2p6' نشان داده میشود.
عدد کوانتومی مغناطیسی (m یا ml)
عدد کوانتومی مغناطیسی (ml) مدارهای یک زیرپوسته خاص را نشان میدهد. برای یک مقدار مشخص l، مقدار عدد کوانتومی مغناطیسی (ml) از – l تا + l متغیر است. برای مثال، برای زیرپوسته p، مقدار ml خواهد بود، ml = – ۱، ۰، + ۱. مدارها به صورت px، p
