Hoe kwantumgetallen voor elementen te bepalen:een praktische gids

Door Brock Cooper Bijgewerkt op 30 augustus 2022

Elk element wordt gedefinieerd door vier kwantumgetallen die het energieniveau, de orbitale vorm, de oriëntatie in de ruimte en de rotatie van een elektron specificeren. Deze getallen zijn afgeleid van oplossingen voor de Schrödingervergelijking voor atomaire orbitalen.

Stap 1:Identificeer het voornaamste kwantumgetal (n)

Zoek het element op het periodiek systeem. De periode waarin het element verschijnt komt rechtstreeks overeen met zijn hoofdkwantumgetal n, dat de energieschil aangeeft. Natrium (Na) bevindt zich bijvoorbeeld in periode3, dus n=3.

Stap 2:Bepaal het azimutale kwantumgetal (l)

l kan variëren van 0 tot n − 1. Voor natrium zijn, met n =3, de mogelijke waarden 0,1 en 2, die respectievelijk de s-, p- en d-subshells vertegenwoordigen. Elk elektron in het atoom bezet een van deze subschillen.

Stap 3:Vind het magnetische kwantumgetal (ml )

Voor een gegeven l het magnetische kwantumgetal ml loopt van –l tot +l in stappen van gehele getallen. Als l=2, ml kan –2, –1, 0, 1 of 2 zijn, wat de oriëntatie van de d-orbitaal in de driedimensionale ruimte beschrijft.

Stap 4:Wijs het Spin Quantum Number toe (ms )

Elk elektron kan spin-up (+½) of spin-down (–½) hebben. Dit is de enige toegestane reeks waarden voor het spinkwantumgetal.

TL;DR

Kwantumgetallen:n, l, ml , en ms – elk elektron volledig beschrijven. Het Pauli-uitsluitingsprincipe garandeert dat geen twee elektronen in een atoom een ​​identieke set van alle vier de kwantumgetallen delen.