量子数

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量子数在量子力学中用来描述物理系统的可能状态。因为很多物理性质都是量化,量子数只有离散的、不同的值，通常是整数或简单的分数，而不是连续的范围。量子力学最伟大的成就之一是它对电子围绕原子核轨道的结构的解释，在这个特殊的系统中，电子的状态可以用四个量子数来描述。它们是主量子数或第一量子数、轨道量子数、方位角量子数或第二量子数、磁量子数以及自旋或自旋磁量子数。的主量子数，指定的n,描述电子的基本能级，并指出电子位于哪个壳层。它有从1开始的整数值;这个数字越高，电子离原子核越远。主量子数对应于化学中使用的传统轨道壳的命名K, L, M等等。的轨道量子数，指定的l表征电子的角动量并决定其轨道的形状。对于一个给定的电子，它的可能值取决于该电子的主量子数的值，范围从0到n1。由于这些不同的可能性，shell(除了第一个shell)包括亚层。这些都是传统上指定的年代(l= 0),p (l= 1),d(l= 2),f(l= 3)。的磁量子数，指定的米或毫升,取-l和+l之间的整数值，表示亚壳层内电子轨道的方向。例如，有三个轨道p子shell，指定为px，py,pz．最后,自旋量子数，指定的女士,描述电子的自旋方向。它的值可以是+12或-12．电子是费米子，这意味着没有两个电子可以处于相同的量子态(由于费米子的存在)泡利不相容原理）;因此，原子中的每个电子都是由这四个量子数组成的一组唯一的特征。事实上，原子的化学性质几乎完全取决于与其电子相关的量子数。其他量子数用于描述其他物理系统，如原子核的壳层结构。