Eine Quantenzahl ist eine Zahl, die eine spezielle Bedeutung oder einen speziellen Parameter hat, um einen Zustand eines Quantensystems zu beschreiben.
Am Anfang haben wir vielleicht einige einfache Atomtheorien wie John Daltons Theorie studiert. Technologische Entwicklungen führten jedoch zu neuen Theorien über das Atom.
Zuvor wussten wir über Niels Bohrs Atomtheorie Bescheid, wonach sich Atome auf ihrer Flugbahn um den Atomkern bewegen können.
Einige Jahre später wurde nach der Entdeckung der Theorie des Teilchenwellen-Dualismus eine neue Atomtheorie geboren, die als Quantentheorie bekannt ist.
Die Quantentheorie des Atoms liefert signifikante Änderungen am Atommodell.
In der Quantentheorie werden Atome in Form von Zahlen oder sogenannten Quantenzahlen modelliert . Schauen wir uns für weitere Details an, was ein Bil ist. Quantum.
vorläufig
"Eine Quantenzahl ist eine Zahl, die eine spezielle Bedeutung oder einen speziellen Parameter hat, um einen Zustand eines Quantensystems zu beschreiben."
Diese Theorie wurde zunächst von einem berühmten Physiker namens Erwin Schrödinger mit einer Theorie aufgestellt, die oft als Theorie der Quantenmechanik bezeichnet wird.
Das Atommodell, das zuerst von ihm gelöst wurde, war das Modell des Wasserstoffatoms durch eine Wellengleichung, um das Bil zu erhalten. Quantum.
Aus dieser Zahl können wir ausgehend von den Atomorbitalen, die die Neutronen und Elektronen in ihnen beschreiben, und dem Verhalten des Atoms etwas über das Modell eines Atoms herausfinden.
Es ist jedoch zu beachten, dass das Modell der Quantentheorie auf der Unsicherheit der Elektronenpositionen basiert. Ein Elektron ist nicht wie ein Planet, der einen Stern in seiner Umlaufbahn umkreist. Elektronen bewegen sich jedoch gemäß der Wellengleichung, so dass die Position des Elektrons nur "vorhergesagt" werden kann oder die Wahrscheinlichkeit bekannt ist.
Die Theorie der Quantenmechanik erzeugt daher mehrere Elektronenwahrscheinlichkeiten, so dass der Umfang der gestreuten Elektronen bekannt sein kann oder sogenannte Orbitale.
Was genau ist eine Quantenzahl?
Grundsätzlich besteht eine Quantenzahl aus vier Zahlenreihen, nämlich:
- Hauptquantenzahl (n)
- Azimutzahl (l)
- Magnetzahl (m)
- Drehzahl (en).
Aus den vier obigen Zahlenreihen kann auch das Orbitalenergieniveau, die Größe, Form, die radiale Orbitalwahrscheinlichkeit oder sogar ihre Ausrichtung bekannt sein.
Darüber hinaus kann die Spinzahl auch den Drehimpuls oder Spin eines Elektrons in einem Orbital beschreiben. Für weitere Details werfen wir einen Blick auf die Elemente, aus denen Rechnungen nacheinander bestehen. Quantum.
1. Hauptquantenzahl (n)
Wie wir wissen, beschreibt die Hauptquantenzahl das Hauptmerkmal eines Atoms, nämlich das Energieniveau.
Je größer der Wert dieser Zahl ist, desto höher ist das Energieniveau der Orbitale eines Atoms.
Lesen Sie auch: Assimilation [Vollständig]: Definition, Begriffe und vollständige BeispieleDa ein Atom eine Hülle von mindestens 1 hat, wird die Hauptquantenzahl als positive ganze Zahl (1,2,3,….) Geschrieben.
2. Azimutquantenzahl (l)
Es gibt Zahlen nach der Hauptquantenzahl, die bil genannt werden. Quantenazimut.
Die Azimutquantenzahl beschreibt die Orbitalform eines Atoms. Die Orbitalform bezieht sich auf den Ort oder die Unterschale, die ein Elektron einnehmen kann.
Diese Zahl wird schriftlich durch Subtrahieren des Bil geschrieben. Hauptquantum mit eins (l = n-1).
Wenn ein Atom 3 Schalen hat, ist die Azimutzahl 2 oder mit anderen Worten, es gibt 2 Unterschalen, in denen die Elektronen vorhanden sein können.
3. Quantum Magnetic Number (m)
Nachdem die Form des Orbitals mit der Azimutzahl bekannt ist, kann die Ausrichtung des Orbitals auch mit bi gesehen werden. quantenmagnetisch.
Die fragliche Orbitalorientierung ist die Position oder Richtung des Orbitals, das ein Atom hat. Ein Orbital hat mindestens plus und minus den Wert seiner Azimutzahl (m = ± l).
Angenommen, ein Atom hat die Zahl l = 3, dann ist die magnetische Zahl (m = -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3), oder mit anderen Worten, das Atom kann 7 Arten von Orientierung haben.
4. Die Spinquantenzahl (en)
Grundsätzlich haben Elektronen eine intrinsische Identität, die als Drehimpuls oder allgemein als Spin bezeichnet wird.
Diese Identität wird dann durch eine Zahl beschrieben, die als Spinquantenzahl bezeichnet wird.
Der beschriebene Wert ist nur der positive oder negative Wert von Spin oder allgemein als Spin-up und Spin-down bekannt.
Daher bil. Das Spinquantum besteht nur aus (+1/2 und -1/2). Wenn ein bil. Quanten haben eine Spinzahl von +1/2, so dass die Elektronen eine Spin-up-Orientierung haben.
Unten finden Sie ein Beispiel für eine Tabelle mit Quantenzahlen, damit Sie mehr über Rechnungen erfahren. Quantum.
Atomorbital
Zuvor haben wir gelernt, dass ein Orbital ein Ort oder Raum ist, den ein Atom einnehmen kann.
Damit Sie die Orbitale verstehen können, schauen wir uns das Bild unten an.
Das Bild oben ist eine Form des Orbitals eines Atoms. Der Pfeil im Bild oben zeigt das Orbital oder den Raum, den ein Elektron einnehmen könnte.
Aus dem obigen Bild können wir sehen, dass das Atom zwei Räume hat, die von Elektronen besetzt sein können.
Ein Atom hat vier Arten von Unterschalen, nämlich die Unterschalen s, p, d und f. Da die Unterschalen eines Atoms unterschiedlich sind, ist auch die Form der Orbitale unterschiedlich.
Das Folgende sind einige Beschreibungen der Orbitale, die ein Atom hat.
Elektronenkonfiguration
Nachdem wir wissen, wie man das Atom gemäß der quantenmechanischen Theorie modelliert, werden wir die Konfiguration oder Anordnung von Elektronen in Atomorbitalen diskutieren.
Lesen Sie auch: Absolutwertgleichungen (vollständige Erklärung und Beispielprobleme)Es gibt drei Hauptregeln, die die Grundlage für die Anordnung von Elektronen in Atomen bilden. Die drei Regeln sind:
1. Das Aufbau-Prinzip
Das Aufbau-Prinzip ist eine Regel der Elektronenanordnung, bei der Elektronen zuerst die Orbitale mit dem niedrigsten Energieniveau besetzen.
Damit Sie nicht verwirrt werden, zeigt das folgende Bild die Anordnungsregeln nach dem Aufbau-Prinzip.
2. Das Pauli-Verbot
Jede Anordnung von Elektronen kann sich vom niedrigsten zum höchsten Orbitalenergieniveau füllen.
Pauli betonte jedoch, dass es in einem Atom unmöglich ist, aus zwei Elektronen zu bestehen, die dieselbe Quantenzahl haben. Jedes Orbital kann nur von zwei Arten von Elektronen mit entgegengesetzten Spins besetzt werden.
3. Die Hund-Regel
Wenn sich ein Elektron mit demselben Orbitalenergieniveau füllt, beginnt die Platzierung der Elektronen damit, dass die Spin-up-Elektronen zuerst in jedem Orbital gefüllt werden, beginnend mit einem niedrigen Energieniveau. Fahren Sie dann mit dem Schleudern fort.
Die Elektronenkonfiguration wird auch oft mit den oben gezeigten Edelgaselementen vereinfacht.
Darüber hinaus wurden auch Anomalien in der Elektronenkonfiguration gefunden, beispielsweise in der d-Unterschale. In der d-Unterschale neigen die Elektronen dazu, zur Hälfte oder vollständig gefüllt zu sein. Daher hat die Cr- Atomkonfiguration eine 24- Cr- Konfiguration : [Ar] 4s13d5.
Problembeispiel
Hier sind einige Beispiele für Fragen, damit Sie die Zahlen besser verstehen können. Quantum
Beispiel 1
Ein Elektron hat den Wert einer Hauptquantenzahl (n) = 5. Bestimmen Sie jede Rechnung. anderes Quanten?
Antworten
Der Wert von n = 5Wert von l = 0,1,2 und 3
Der Wert von m = zwischen -1 und +1
Für den Wert von l = 3 ist der Wert von m = - 3, -2, -1, 0, +1, +2, +3
Beispiel 2
Finden Sie die Elektronenkonfiguration und das Elektronendiagramm des 32- Ge- Elementatoms
Antworten
32 Ge: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p2 oder [Ar] 4s2 3d10 4p2
Beispiel 3
Finden Sie die Elektronenkonfiguration und das Elektronendiagramm des 8 O2− -Ions
Antworten
8 O2−: 1s2 2s2 2p6 oder [He] 2s2 2p6 oder [Ne] (2 hinzugefügte Elektronen: 2s2 2p4 + 2)
Beispiel 4
Bestimmen Sie die Haupt-, Azimut- und magnetischen Quantenzahlen, die ein Elektron auf der 4d-Energie-Unterebene haben könnte.
Antworten
n = 4 und l = 3. Wenn l = 2, dann ist m = -3-2, -1, 0, +1, + 2 + 3 +
Beispiel 5
Bestimmen Sie die bil. Quantenelement 28 Ni
Antworten
28 Ni = [Ar] 4s2 3d8
