Kuidas määrata kvantarv, mida saate kasutada

Kõik selle universumi objektid koosnevad aatomitest, mis koosnevad prootonitest, neutronitest ja elektronidest. Tekkiva elemendi tüübi määrab aatomi prootonite arv. Neutronid on neutraalsed osakesed. Kõigil sama elemendi aatomitel on sama palju prootoneid, kuid mitte tingimata sama palju neutroneid. Elektronid on negatiivse elektrilaenguga stabiilsed subatoomsed osakesed. Iga elektron kannab korraga ühte negatiivse laengu ühikut ja selle mass on neutroni või prootoniga võrreldes väga väike. Kui prootonid ja neutronid asuvad aatomi tuumas, hajutatakse elektronid aatomi ümber korrapäraselt nende energiataseme põhjal. Seda energiataset esindab kvantarv.

Kas teate juba, kuidas kvantarvusid määrata?

Kuidas määrata kvantarvu

Elektronide asukoht aatomituuma ümber määratakse kvantarvude abil. See number näitab elektronide asukohta aatomkihis ja aluskihis, orbitaalide orientatsiooni ruumis ning ka elektronide pöörlemissuunda. Te peaksite teadma nelja kvantarvu: 

  • Põhikvantarv ( n )
  • Asimuudi kvantarv ( l )
  • Magnetiline kvantarv ( m )
  • Pööratud kvantarv ( ud )

Kvantarv on ka füüsik Ernest Schrodingeri loodud kvantmehaanilise aatomimudeli ehk nn tänapäevase aatomimudeli üks omadusi. Enne kui me saame aru, kuidas kvantarvusid määrata, tutvume kvantarvude tüüpidega.

Peamine kvantarv

Peamist kvantarvu tähistatakse tähega n . See arv näitab orbiidi suurust ja elektroni energiataset, mida nimetatakse aatomkihiks. Selle kvantarvu väärtus on 1,2,3,4,… ja nii edasi. 

Asimuudi kvantarv

Asimuutkvantarvul on täht l . See arv on kasulik orbiidi kuju ja elektroni alamenergia alatasemete (tähistatud s, p, d, f) tähistamiseks. Selle kvantarvu väärtus on tingimusel, et s = 0, p = 1, d = 2, f = 3. See väärtus näitab, millises alamkoores on elektron.

Magnetilised kvantnumbrid

Magnetilisi kvantnumbreid tähistatakse tähega m . See number näitab orbiidi asukohta teiste aatomi alamkesta orbitaalide suhtes. Ja tal on järgmised tingimused:

Asimuudi kvantarv (l) Orbitaalsed märgid Magnetiline kvantarv (m)  Orbitaali ülevaade Orbitaali arv
0 s 0 1
1 lk -1, 0, +1 ▢▢▢ 3
2 d -2, -1, 0, +1, +2 ▢▢▢▢▢ 5
3 f -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 ▢▢▢▢▢▢▢ 7

Allikas: formula.co.id

Spin kvantarv

Sümboliga s näitab see arv elektroni pöörlemissuunda tema teljel (pöörlemine). Elektrooni pöörlemissuundi on ainult kaks, nimelt päripäeva või vastupäeva. Ühte orbiiti saab hõivata maksimaalselt kaks elektroni ja sel juhul peavad kahel elektronil olema vastupidised pöörded. Seega on väärtus vahemikus + ½ või -½.

Olles teadnud, mis tüüpi kvantarvud on, on nüüd aeg teada, kuidas kvantarvusid määrata.

Probleemide näide

Enne kvantarvude määramist peate kõigepealt kindlaks määrama elemendi elektronkonfiguratsiooni. Näide on:

16 S elektronkonfiguratsioon on 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4.

Kvantarvude määramisel võtame uusima elektronkonfiguratsiooni, nimelt:

3p 4

Peamine kvantarv

Ülaltoodud konfiguratsioonist on peamine kvantarv 3. Kuna number 3 näitab orbiidi või kesta suurust.

Asimuudi kvantarv

p on elektroni alamkest , nii et väärtus l = 1. Vastavalt sätetele, mis:

    • s = 0, 
    • p = 1,
    • d = 2, 
    • f = 3

Mehhaaniline Quantum arv :

Kuna see asub p-alamkoores, jääb kvantarv vahemikku -1, 0, +1. Selle kindlakstegemiseks joonistame orbiidi kasti. Tavaliselt saame selle kasti täitmiseks kasutada noolt.

Täitke kõik lahtrid noolega ülespoole, seejärel täitke allanoolega.

3p4 number 4 on täitmiseks vajalike noolte arv. Selliste tulemuste saamiseks:

↑ ↓
-1 0 +1

Neljas nool asub ruudus -1, seega on selle elektroni kvantmehaaniline arv m = -1

Spin kvantarv:

Üles osutava noole väärtus on + ½, allapoole suunatud noole väärtus on ½. Ülaltoodud tulemuse põhjal on viimane nool suunatud allapoole, seega on spin-kvantarvu väärtus s = -½. 

Noh, nii saate määrata kvantarvud, mis aitavad teil kvantarvude probleemide lahendamisel. Kas teil on selle kohta küsimusi? Palun kirjutage oma küsimus kommentaaride veergu ja ärge unustage neid teadmisi jagada.