量子数
 

核外电子运动状态的描述

    原子是由原子核和核外电子所组成。电子在原子核周围空间的运动状态,可用量子力学中的薛定鄂方程来描述。按照量子力学的观点,一个原子中的每一个电子的运动状态可用四个量子数,即主量子数、角量子数、磁量子数、自旋量子数来表征。

(1)主量子数n     它决定了电子的主要能量,
                       
  n 的取值为 1234,……n 。

(2)角量子数l

    在没有受到任何外界摄动力的影响时,对于一定的主量子数 n,可有n个相同能量、不同形状的椭圆轨道,各轨道具有不同的角量子数 l,在其上运动的电子具有相同的能量;但实际上各个电子会受到外电场、外磁场、内电子的相互摄动影响,不同角量子数l的轨道能量出现差别,能级分裂。

    角量子数决定体系的角动量
                          
,l 的数值为012,……,n-1

(3)磁量子数ml

    电子的运动是属于三度空间的,各种电子轨道不是处于同一平面上。电子轨道平面在外加力场中只能取某些可能的不连续的方位,这种特性称为空间量子化。

    一切在空间不同方位的椭圆执道的能量不仅与主量子数n有关,而且也与角量子数 l 及磁量子数 ml 有义。

    磁量子数 ml 决定了电子绕核运动的角动量沿磁场方向的分量
                        
   ,  ml 数值为0,±1,±2,……

(4)自旋量子数:ms

    电子在原子内沿一定轨道运动时,除了公转之外,还有自转。

    电子自旋有正转和反转两种方式。规定电子自旋的是自转量子数ms ,它决定自旋角动量沿磁场方向的分量:
                           
  , ms 数值只有两个,即

自旋角动量的绝对值等于
                              ,
此处

S ms 的关系同 lml 的关系相似。