วัตถุทั้งหมดในจักรวาลประกอบด้วยอะตอมซึ่งประกอบด้วยโปรตอนนิวตรอนและอิเล็กตรอน จำนวนโปรตอนของอะตอมเป็นตัวกำหนดชนิดขององค์ประกอบที่ก่อตัวขึ้น นิวตรอนเป็นอนุภาคที่เป็นกลาง อะตอมทั้งหมดของธาตุเดียวกันมีจำนวนโปรตอนเท่ากัน แต่ไม่จำเป็นต้องมีจำนวนนิวตรอนเท่ากัน อิเล็กตรอนเป็นอนุภาคย่อยที่เสถียรโดยมีประจุไฟฟ้าลบ อิเล็กตรอนแต่ละตัวมีประจุลบครั้งละหนึ่งหน่วยและมีมวลน้อยมากเมื่อเทียบกับนิวตรอนหรือโปรตอน เมื่อโปรตอนและนิวตรอนอยู่ในนิวเคลียสของอะตอมอิเล็กตรอนจะกระจัดกระจายไปรอบ ๆ อะตอมอย่างเป็นระเบียบตามระดับพลังงานของมัน ระดับพลังงานนี้แสดงด้วยจำนวนควอนตัม
คุณรู้วิธีกำหนดตัวเลขควอนตัมแล้วหรือยัง?
วิธีกำหนดตัวเลขควอนตัม
ตำแหน่งของอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสอะตอมถูกกำหนดโดยเลขควอนตัม ตัวเลขนี้ระบุตำแหน่งของอิเล็กตรอนในเปลือกอะตอมและเปลือกย่อยการวางแนวของออร์บิทัลในอวกาศและทิศทางการหมุนของอิเล็กตรอนด้วย มีตัวเลขควอนตัมสี่ตัวที่คุณควรรู้:
- เลขควอนตัมหลัก ( n )
- เลขควอนตัม Azimuth ( l )
- จำนวนควอนตัมแม่เหล็ก ( ม. )
- จำนวนสปินควอนตัม ( s )
จำนวนควอนตัมยังเป็นหนึ่งในลักษณะเฉพาะของแบบจำลองอะตอมเชิงกลเชิงควอนตัมหรือที่เรียกว่าแบบจำลองอะตอมสมัยใหม่ที่ได้รับการประกาศเกียรติคุณโดยนักฟิสิกส์เออร์เนสต์ชเรอดิงเงอร์ ก่อนที่เราจะหาวิธีกำหนดจำนวนควอนตัมมาทำความรู้จักกับประเภทของตัวเลขควอนตัม
เลขควอนตัมหลัก
จำนวนเงินต้นควอนตัมจะเขียนแทนด้วยตัวอักษรn ตัวเลขนี้จะระบุขนาดของออร์บิทัลและระดับพลังงานของอิเล็กตรอนซึ่งเรียกว่าเปลือกอะตอม เลขควอนตัมนี้มีค่า 1,2,3,4, ... และอื่น ๆ
Azimuth Quantum Number
จำนวนราบควอนตัมมีตัวอักษรLสัญลักษณ์ ตัวเลขนี้มีประโยชน์ในการระบุรูปร่างของออร์บิทัลและระดับพลังงานย่อยของอิเล็กตรอน (แสดงด้วย s, p, d, f) จำนวนควอนตัมนี้มีค่าโดยระบุว่า s = 0, p = 1, d = 2, f = 3 ค่านี้จะระบุว่าอิเล็กตรอนอยู่ในเปลือกย่อยใด
ตัวเลขควอนตัมแม่เหล็ก
ตัวเลขควอนตัมแม่เหล็กจะแสดงด้วยตัวอักษรM ตัวเลขนี้ระบุตำแหน่งของออร์บิทัลที่สัมพันธ์กับออร์บิทัลอื่น ๆ ในอะตอมย่อย และมีเงื่อนไขดังนี้
| Azimuth Quantum Number (l) | เครื่องหมายวงโคจร | จำนวนควอนตัมแม่เหล็ก (ม.) | ภาพรวมวงโคจร | จำนวนวงโคจร |
| 0 | เอส | 0 | ▢ | 1 |
| 1 | น | -1, 0, +1 | ▢▢▢ | 3 |
| 2 | ง | -2, -1, 0, +1, +2 | ▢▢▢▢▢ | 5 |
| 3 | ฉ | -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 | ▢▢▢▢▢▢▢ | 7 |
ที่มา: formula.co.id
หมุนเลขควอนตัม
เมื่อมีสัญลักษณ์sตัวเลขนี้จะระบุทิศทางการหมุนของอิเล็กตรอนบนแกน (การหมุน) ทิศทางการหมุนของอิเล็กตรอนที่เป็นไปได้มีเพียงสองทิศทางคือตามเข็มนาฬิกาหรือทวนเข็มนาฬิกา ออร์บิทัลหนึ่งสามารถถูกครอบครองโดยอิเล็กตรอนได้สูงสุดสองตัวเท่านั้นซึ่งในกรณีนี้อิเล็กตรอนทั้งสองจะต้องมีการหมุนตรงกันข้าม ดังนั้นค่าจึงอยู่ระหว่าง + ½หรือ-½
หลังจากรู้ว่าตัวเลขควอนตัมเป็นประเภทใดตอนนี้เป็นเวลาที่คุณจะรู้วิธีกำหนดจำนวนควอนตัม
ตัวอย่างปัญหา
ก่อนกำหนดตัวเลขควอนตัมคุณต้องกำหนดโครงร่างอิเล็กตรอนขององค์ประกอบก่อน ตัวอย่างคือ:
16 S มีโครงร่างอิเล็กตรอนเป็น 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4
ในการกำหนดจำนวนควอนตัมเราจะใช้การกำหนดค่าอิเล็กตรอนล่าสุด ได้แก่ :
3p 4
เลขควอนตัมหลัก
จากการกำหนดค่าด้านบนเลขควอนตัมหลักคือ 3 เนื่องจากเลข 3 ระบุขนาดของออร์บิทัลหรือเปลือก
Azimuth Quantum Number
p คือส่วนย่อยของอิเล็กตรอนดังนั้นค่าของl = 1 ตามข้อกำหนดที่ว่า:
- s = 0,
- p = 1,
- d = 2,
- f = 3
จำนวนควอนตัมเชิงกล:
เนื่องจากอยู่ใน p subshell จำนวนควอนตัมจะอยู่ระหว่าง -1, 0, +1 ลองวาดกล่องออร์บิทัล โดยปกติเราสามารถใช้ลูกศรบอกทิศทางเพื่อเติมช่องนี้ได้
เติมแต่ละช่องโดยให้ลูกศรหันขึ้นจากนั้นเติมด้วยลูกศรชี้ลง
หมายเลข 4 จาก 3p4 คือจำนวนลูกศรที่คุณต้องกรอก เพื่อให้คุณได้รับผลลัพธ์ดังนี้:
| ↑↓ | ↑ | ↑ |
| -1 | 0 | +1 |
ลูกศรที่สี่อยู่ในรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส -1 ดังนั้นจำนวนเชิงกลควอนตัมของอิเล็กตรอนนี้คือm = -1
หมุนหมายเลขควอนตัม:
ลูกศรชี้ขึ้นมีค่า + ½ในขณะที่ลูกศรชี้ลงคือ-½ จากผลลัพธ์ข้างต้นลูกศรสุดท้ายคือลูกศรที่หันลงดังนั้นค่าของเลขควอนตัมสปินคือ s = -½
นั่นคือวิธีกำหนดตัวเลขควอนตัมที่สามารถช่วยคุณในการแก้ปัญหาจำนวนควอนตัม คุณมีคำถามเกี่ยวกับเรื่องนี้หรือไม่? โปรดเขียนคำถามของคุณในคอลัมน์ความคิดเห็นและอย่าลืมแบ่งปันความรู้นี้
