מספרים קוונטיים

כל אלקטרון מתואר על ידי ארבעה מספרים קוונטיים, לשלושה מהם ערכים הקשורים זה בזה. שלושת המספרים הקוונטיים הללו מגדירים היכן בחלל סביר להניח שהאלקטרון ממוקם. המספר הקוונטי היסודי, n, מציין את רמת האנרגיה שאליה שייך אלקטרון.

ל-n יכולים להיות ערכים שלמים של 1, 2, 3 וכן האלה. ככל שערכו של n גדול יותר, כך האלקטרון רחוק יותר מהגרעין. מספר הקוונטום הזוויתי, l, מתאר את צורת האורביטל שהאלקטרון נמצא בו וקשור לתנע הזוויתי של האלקטרון.

l יכול לכלול ערכים שלמים בין 0 ל-n מינוס 1 לכל ערך של n. כאשר n הוא 1, l הוא אפס. כאשר n הוא 2, יש ל-l שני ערכים אפשריים אפס ו-1.

כאשר n הוא 3, l יכול להיות אפס, 1 או 2. מספר הערכים האפשריים של l מציין את המספר של קבוצות אורביטלים בצורות שונות או של תת קליפות ברמת אנרגיה של n. תת קליפות מסומנות באותיות המשויכות לערכים של l.

אפס, 1, 2 ו-3 תואמים לאורביטלי s, p, d ו-f, בהתאמה. אלה יידונו בשיעור הבא. המספר הקוונטי המגנטי, m-l, מתאר את כיוון האלקטרון בחלל שמאכלס האורביטל, מידע הקשור גם לתנע הזוויתי של האלקטרון.

ל-m-l יכול להיות כל ערך שלם בין מינוס l ל-l, כולל אפס. מספר האפשרויות לתת קליפה נתונה שווה ל-2l 1. כאשר n הוא 2, יש שתי תת קליפות, כיוון ש-l יכול להיות אפס או 1.

אלה הן תת הקליפות 2s ו-2p, בהתאמה. תת קליפה 2p כוללת שלושה אורביטלי 2p, מכיוון שיש שלושה ערכים עבור ml:מיוס 1, אפס ו-1. המספר הקוונטי הרביעי, m-s, הוא מספר הספין הקוונטי.

אלקטרונים הם מטענים מסתובבים ומתנהגים כמו מגנטים זעירים. שתי תנועות הסיבוב האפשריות של האלקטרון הן עם כיוון השעון, המסומנת כ-m-s של פלוס חצי, ונגד כיוון השעון, המסומנת כ-m-s של מינוס חצי.