Numeri quantici
I numeri quantici rappresentano fondamentalmente l'indirizzo degli elettroni in un atomo. Questi numeri quantici rappresentano la posizione, il livello energetico e lo spin dell'elettrone nell'atomo. Questi numeri quantici sono utili per rappresentare la configurazione elettronica. I numeri quantici sono di quattro tipi –
Numero quantico principale (n)
Numero quantico orbitale o azimutale (l)
Numero quantico magnetico (m o ml)
Numero quantico magnetico di spin (ms)
Numero quantico principale (n)
Il numero quantico principale di un elettrone rappresenta il principale livello energetico o guscio o orbita a cui appartiene l'elettrone. È rappresentato da 'n'. Ha valori interi, cioè 1, 2, 3, 4, … ecc. Il numero quantico principale è utilizzato nel modello atomico di Bohr e Sommerfeld.
Gli elettroni che hanno il numero quantico principale, sono associati agli stessi livelli energetici (gusci). Questi livelli energetici sono denotati dalle lettere K, L, M, N, … ecc. Per i diversi livelli energetici (gusci) il valore del "numero quantico principale 'n' e il numero massimo di elettroni associati ai diversi livelli energetici sono riportati nella tabella sottostante-
| N. | Livello energetico o Orbita (guscio) | Numero quantico principale 'n' | Numero massimo di elettroni (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 |
Man mano che il numero quantico di un guscio aumenta, la distanza del guscio aumenta. Pertanto, i gusci hanno diversi livelli energetici che diminuiscono con l'aumento del numero quantico.
Numero quantico orbitale o azimutale (l)
Il numero quantico orbitale o azimutale rappresenta il subguscio orbitale a cui è associato l'elettrone. Ogni guscio principale (livello energetico) è suddiviso in sub livelli energetici/subgusci.
Questi subgusci sono anche chiamati orbitali. Questi subgusci/orbitali sono designati da s, p, d, f, … ecc. con corrispondente numero quantico orbitale l = 1, 2, 3, 4… ecc. Il numero di subgusci in un guscio principale è uguale al numero quantico principale 'n'. La capacità di un guscio principale può essere determinata sommando la capacità elettronica dei subgusci. La capacità dei subgusci è riportata nella tabella sottostante-
| N. | Subguscio | Numero quantico (l) | Capacità elettronica del subguscio 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 |
Il numero quantico orbitale o azimutale rappresenta il momento angolare e la possibile forma dell'orbitale a cui è associato l'elettrone. Ad esempio: per il numero quantico orbitale, l = 0, il valore del momento angolare è zero e la forma dell'orbitale è una linea retta con momento angolare nullo. Per l = 1, la forma dell'orbitale è un'ellisse con un valore non nullo del momento angolare. Per l = 2, la forma dell'orbitale è un'ellisse più rotonda con un valore maggiore del momento angolare.
Per diversi valori del numero quantico orbitale o azimutale, la forma degli orbitali è mostrata nella tabella sottostante-
Nella configurazione elettronica, il numero quantico principale è indicato prima della lettera e il numero di elettroni con lo stesso numero quantico orbitale è rappresentato come apice della lettera. Ad esempio: se un atomo ha 6 elettroni con numero quantico principale 2 nel subguscio 'p', allora nella configurazione elettronica sarà indicato come '2p6'.
Numero quantico magnetico (m o ml)
Il numero quantico magnetico (ml) rappresenta gli orbitali di un dato subguscio. Per un dato valore di l, il valore del numero quantico magnetico (ml) varia da – l a + l. Ad esempio, per il subguscio p, il valore di ml sarà, ml = – 1, 0, + 1. Gli orbitali sono rappresentati come px, py e pz. Dove, il pedice rappresenta la direzione dell'asse di rotazione. Per un dato valore di l, ci sono 2l + 1 possibili valori di ml. Il guscio con numero quantico principale 'n', ha n2 orbitali in quel guscio (livello energetico). Per i subgusci, il numero di possibili orbitali e numeri quantici magnetici sono riportati nella tabella sottostante-
