Kwantumgetallen

Elk elektron wordt beschreven door vier kwantumgetallen, waarvan er drie onderling gerelateerde waarden hebben. Deze drie kwantumgetallen bepalen waar in de ruimte het elektron zich het meest waarschijnlijk bevindt. Het belangrijkste kwantumgetal, n, geeft het energieniveau aan waartoe een elektron behoort.

n kan gehele waarden hebben van één, twee, drie, enzovoort. Hoe groter de waarde van n, hoe verder het elektron van de kern verwijderd is. Het impulsmoment, of azimutaal, kwantumgetal, l, beschrijft de vorm van de orbitaal die het elektron inneemt, die gerelateerd is aan het impulsmoment van het elektron.

l kan gehele getallen hebben van 0 tot n 1 voor elke waarde van n. Als n één is, is l nul. Als n twee is, heeft l twee mogelijke waarden nul en één.

Als n drie is, kan l nul, één of twee zijn. Het aantal mogelijke l-waarden geeft het aantal groepen van verschillend gevormde orbitalen of subschillen aan op het nde energieniveau. Subschillen worden aangeduid met letters die zijn gekoppeld aan de waarden van l.

Nul, een, twee en drie komen overeen met respectievelijk s-p-d-en f-orbitalen. Deze zullen in de volgende les worden besproken. Het magnetische kwantumgetal, m_l, beschrijft de oriëntatie in de ruimte van de orbitaal die het elektron inneemt, wat ook gerelateerd is aan het impulsmoment van het elektron.

m_l kan elk geheel getal tussen l en l hebben, inclusief nul. Het aantal oriëntaties voor een bepaalde subschil is gelijk aan 2l 1. Als n twee is, zijn er twee subschillen, aangezien l nul of één kan zijn.

Dit zijn respectievelijk de 2s en 2p subschillen. De 2p-subschil heeft drie 2p-orbitalen, aangezien er drie waarden voor ml zijn:1, 0 en 1. Het vierde kwantumgetal, m_s, is het spinkwantumgetal.

Elektronen zijn spinnende ladingen en gedragen zich als kleine staafmagneten. De twee mogelijke spinnende bewegingen voor het elektron zijn met de klok mee, aangegeven met een m_s van 1/2, en tegen de klok in, aangegeven met een m_s van 1/2.