Квантын механикийн ихэнх нь ойлгохын аргагүй хэвээр байгаа бөгөөд ихэнх нь гайхалтай юм шиг санагддаг. Мөн чанар нь өнөөг хүртэл нууцлаг хэвээр байгаа квант тоонуудад мөн адил хамаарна. Уг нийтлэлд тэдгээртэй ажиллах үзэл баримтлал, төрөл, ерөнхий зарчмуудыг тайлбарласан болно.
Ерөнхий шинж чанарууд
Физик хэмжигдэхүүний бүхэл буюу хагас бүхэл тоон квант тоо нь квант (молекул, атом, цөм) болон энгийн бөөмсийн системийг тодорхойлдог бүх боломжит дискрет утгыг тодорхойлдог. Тэдний хэрэглээ нь Планкийн тогтмол байдагтай нягт холбоотой. Бичил ертөнц дэх үйл явцын салангид байдал нь квант тоо, тэдгээрийн физик утгыг илэрхийлдэг. Атомын спектрийн зүй тогтлыг дүрслэх зорилгоор тэдгээрийг анх нэвтрүүлсэн. Гэвч бие даасан хэмжигдэхүүний физик утга, салангид байдлыг зөвхөн квант механикт л илрүүлсэн.
Энэ системийн төлөв байдлыг бүрэн тодорхойлдог олонлогийг бүрэн цогц гэж нэрлэдэг. Ийм багцаас боломжит утгыг хариуцах бүх муж улсуудын бүрэн тогтолцоог бүрдүүлдэг. Электроны эрх чөлөөний зэрэгтэй химийн квант тоо нь түүнийг орон зайн гурван координат болон дотоод эрх чөлөөний зэрэглэлээр тодорхойлдог.эргэх.
Атом дахь электрон тохиргоо
Атомд цөм ба электронууд байдаг бөгөөд тэдгээрийн хооронд электростатик шинж чанартай хүч үйлчилдэг. Цөм ба электрон хоорондын зай багасах тусам энерги нэмэгдэх болно. Цөмөөс хязгааргүй хол байвал потенциал энерги тэг болно гэж үздэг. Энэ төлөвийг эхлэлийн цэг болгон ашигладаг. Ийнхүү электроны харьцангуй энерги тодорхойлогдоно.
Электрон бүрхүүл нь энергийн түвшний багц юм. Тэдгээрийн аль нэгэнд хамаарах нь үндсэн квант тоо n-ээр илэрхийлэгдэнэ.
Үндсэн дугаар
Энэ нь натурал тооноос бүрдэх ижил утгатай тойрог замын багц бүхий тодорхой энергийн түвшинг хэлнэ: n=1, 2, 3, 4, 5… Электрон нэг алхамаас нөгөө алхам руу шилжих үед үндсэн квант тоо өөрчлөгдөнө. Бүх түвшин электроноор дүүрдэггүй гэдгийг анхаарах хэрэгтэй. Атомын бүрхүүлийг дүүргэх үед хамгийн бага энергийн зарчим хэрэгждэг. Энэ тохиолдолд түүний төлөвийг цочромтгой эсвэл үндсэн гэж нэрлэдэг.
Орбитал тоонууд
Түвшин бүр тойрог замтай. Тэдгээрийн ижил энергитэй хүмүүс нь дэд түвшнийг бүрдүүлдэг. Ийм хуваарилалтыг тэгээс n - 1 хүртэлх бүхэл тоон утгыг авдаг орбитал (эсвэл хажуугийн) квант тоо l ашиглан хийдэг. Тэгэхээр үндсэн ба орбитал квант тоотой электрон байна. n ба l нь l=0-ээр эхэлж, l=n - 1-ээр төгссөн тэнцүү байж болно.
Энэ нь тухайн хүний хөдөлгөөний мөн чанарыг харуулж байнадэд түвшин ба эрчим хүчний түвшин. l=0 ба n-ийн дурын утгын хувьд электрон үүл нь бөмбөрцөг хэлбэртэй байна. Түүний радиус нь n-тэй шууд пропорциональ байх болно. l=1 үед электрон үүл нь хязгааргүй буюу 8-р зураг хэлбэртэй болно. l-ийн утга их байх тусам хэлбэр нь илүү төвөгтэй болж, электроны энерги нэмэгдэх болно.
Соронзон тоо
Ml нь тойрог замын (хажуугийн) өнцгийн импульсийн соронзон орны нэг буюу өөр чиглэлд проекц юм. Энэ нь l тоо ижил байгаа орбиталуудын орон зайн чиглэлийг харуулдаг. Ml нь -l-ээс +l хүртэл өөр өөр утгатай 2l + 1 байж болно.
Өөр нэг соронзон квант тоог spin - ms гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь импульсийн дотоод момент юм. Үүнийг ойлгохын тулд электрон өөрийн тэнхлэгийг тойрон эргэхийг төсөөлж болно. Ms нь -1/2, +1/2, 1 байж болно.
Ерөнхийдөө аливаа электроны хувьд спинийн үнэмлэхүй утга s=1/2 ба ms нь түүний тэнхлэг дээрх проекцийг хэлнэ.
Паулигийн зарчим: атом нь 4 ижил квант тоотой хоёр электроныг агуулж болохгүй. Тэдгээрийн ядаж нэг нь маш сайн байх ёстой.
Атомыг томъёолох дүрэм.
- Хамгийн бага энергийн зарчим. Үүний дагуу Клечковскийн дүрмийн дагуу голд ойр байгаа түвшин, дэд түвшнийг эхлээд дүүргэдэг.
- Элементийн байрлал нь электронууд энергийн түвшин болон дэд түвшинд хэрхэн тархаж байгааг харуулдаг:
- тоо нь атомын цэнэг болон электронуудын тоотой тохирч байна;
- тогтмол тоо нь түвшний тоотой тохирч байнаэрчим хүч;
- бүлгийн дугаар нь атом дахь валентийн электронуудын тоотой ижил байна;
- дэд бүлэг нь тэдний тархалтыг харуулж байна.
Элементар бөөмс ба цөм
Элемент бөөмсийн физикийн квант тоо нь тэдгээрийн харилцан үйлчлэл, хувирлын зүй тогтлыг тодорхойлдог дотоод шинж чанар юм. Спин s-ээс гадна энэ нь бүх элементийн бөөмсийн хувьд тэгтэй тэнцүү эсвэл бүхэл тоо, сөрөг эсвэл эерэг утгатай Q цахилгаан цэнэг юм; барион цэнэг В (бөөмд - тэг эсвэл нэг, эсрэг бөөмд - тэг эсвэл хасах нэг); лептоны цэнэгүүд, Le ба Lm нь тэгтэй тэнцүү, нэг, эсрэг бөөм дэх - тэг ба хасах нэг; бүхэл буюу хагас бүхэл тоо бүхий изотопын эргэлт; хачирхалтай байдал S болон бусад. Эдгээр бүх квант тоо нь энгийн бөөмс болон атомын цөмд хоёуланд нь хамаатай.
Өргөн утгаараа бөөмс буюу системийн хөдөлгөөнийг тодорхойлдог физик хэмжигдэхүүн гэж нэрлэгддэг ба хадгалагддаг. Гэхдээ тэдгээр нь боломжит утгуудын салангид спектрт хамаарах шаардлагагүй.
