Квантовые числа электрона в атоме и их физический смысл. Условные обозначения для описания состояния электрона в атоме.

В квантовой механике доказывается, что уравнению Шредингера удовлетворяют

собственные функции, определяемые тремя квантовыми числами: главным n, орбитальным l и магнитным m_l. Главное квантовое число n, согласно определяет энергетические уровни электрона в атоме и может принимать любые   целочисленные значения, начиная с единицы: n=1,2,3…. Из решения уравнения Шредингера

вытекает, что момент импульса (механический орбитальный момент) электрона квантуется, т. е. не может быть произвольным, а принимает дискретныe значения, определяемые по формуле где l— орбитальное квантовое число, которое при заданном п принимает значения 1=0,1, . . . , ( п - 1),  т.е. всего n значений, и определяет момент импульса электрона в атоме. Из решения уравнений Шредингера следует также, что вектор L_l момента импульса электрона может иметь лишь такие ориентации в пространстве, при

которых его проекция L_lz на направление z внешнего магнитного поля принимает  квантованные значения, кратные h:

где m_i ~ магнитное квантовое число, которое при заданном l может принимать значения

m_i = 0,±1,±2, ...,±1,

т.е. всего 2l + 1 значений. Т.о., магнитное квантовое число т, определяет проекцию момента импульса электрона на заданное направление, причем вектор момента импульса электрона в атоме может иметь в пространстве 21 + 1 ориентации. Наличие квантового числа т, должно привести в магнитном поле к расщеплению уровня с главным квантовым числом п на 21 + 1 подуровней. Соответственно в спектре атома должно наблюдаться расщепление спектральных линий.

В атомной физике,  состояние электрона, характеризующееся квантовыми числами l= 0, называют s-состоянием (электрон в этом состоянии называют s-электроном), l=1 -- p состоянием, 1=2  d-состоянием и т. д. Значение главного квантового числа указывается перед условным обозначением орбитального квантового числа. Например, электроны в состояниях с п = 2 и l = 0 и 1 обозначаются соответственно символами 2s и 2р.

Друзья! Приглашаем вас к обсуждению. Если у вас есть своё мнение, напишите нам в комментарии.