Numeri quantistici

Ogni elettrone è descritto da quattro numeri quantici, tre dei quali hanno valori correlati. Questi tre numeri quantici definiscono dove è più probabile che si trovi l'elettrone nello spazio. Il numero quantico principale, n, indica il livello di energia a cui appartiene un elettrone.

n può avere valori interi di uno, due, tre e così via. Maggiore è il valore di n, e più l'elettrone è lontano dal nucleo. Il momento angolare, o azimutale, numero quantico, l, descrive la forma dell'orbitale che occupa l'elettrone, la quale è correlata al momento angolare dell'elettrone.

l può avere valori interi da 0 a n:1 per ogni valore di n. Quando n è uno, l è zero. Quando n è due, l ha due possibili valori:zero e uno.

Quando n è tre, l può essere zero, uno o due. Il numero di possibili valori l indica il numero di gruppi di orbitali di forma diversa, o subshell, all'ennesimo livello di energia. Le subshell sono designate da lettere associate ai valori di l.

Zero, uno, due e tre corrispondono rispettivamente agli orbitali s, p, d e f. Questi saranno discussi nella prossima lezione. Il numero quantico magnetico, m_l, descrive l'orientamento nello spazio dell'orbitale che l'elettrone occupa, che è anche correlato al momento angolare dell'elettrone.

m_l può avere qualsiasi valore intero compreso tra l e l, incluso zero. Il numero di orientamenti per un dato subshell è uguale a 2l 1. Quando n è due, ci sono due subshell, poiché l può essere zero o uno.

Queste sono rispettivamente i subshell 2s e 2p. Il subshell 2p ha tre orbitali 2p, poiché ci sono tre valori per ml:1, 0 e 1. Il quarto numero quantico, m_s, è il numero quantico di spin.

Gli elettroni sono cariche rotanti e si comportano come minuscole calamite. I due possibili movimenti di rotazione dell'elettrone sono in senso orario, indicato da un m_s di 1/2, e in senso antiorario, indicato da un m_s di 1 2.