¿Qué es un número cuántico?

En palabras simples, los cuatro números cuánticos fundamentales, que son el número cuántico de momento angular orbital, designado por ‘l’ (también conocido como el número cuántico azimutal), el número cuántico magnético, designado por ‘m’, el número cuántico giratorio, designado por ‘s’ y el número cuántico principal, designado por ‘n’, determina los estados de energía cuántica que ocupan las partículas cuánticas. Los fermiones pueden poseer solo un conjunto único de números cuánticos (estados cuánticos) debido al Principio de Exclusión de Pauli, mientras que los bosones pueden ocupar un ‘n’ número de estados cuánticos similares, y no se imponen restricciones sobre los estados cuánticos permitidos que pueden ocupar. Sus funciones de onda son simétricas con respecto a la inversión de paridad. Estos números cuánticos también gobiernan la naturaleza de las transiciones de electrones, a través de las reglas de selección que son soluciones de la ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo. Solo se permiten variaciones permitidas en los valores de estos números cuánticos; de lo contrario, las transiciones de electrones que violen las reglas de selección son extremadamente improbables, con una probabilidad cercana a cero. El número cuántico principal determina la posición del orbital atómico, el número cuántico magnético determina el momento magnético de un electrón, el número cuántico azimutal determina el momento angular cuantificado que posee un electrón, y el número cuántico de espín determina el giro del electrón, es decir, girar hacia arriba o hacia abajo (girar +1/2 o girar -1/2 respectivamente). Los electrones son leptones fermiónicos, por lo tanto poseen espines de medio entero.

El momento angular de un electrón en su orbital respectivo siempre se cuantifica, lo que significa que toma valores discretos. La condición de cuantificación de Bohr se expresa de la siguiente manera: – mvr = n.hbar, donde mvr usa el momento angular del electrón, y aparece como un múltiplo integral de la constante de Planck, siendo ‘n’ la posición del orbital atómico. En otras palabras, el momento angular puede considerarse como una función de la posición del orbital atómico, de ahí la cuantización. Este es un postulado clave del modelo atómico de Bohr, que Rutherford nunca presentó. También se ha verificado experimentalmente. Ahora, llegando a girar, designado por ‘s’. Spin, en cierto modo, describe los diversos grados internos de libertad de un electrón, y se cuantifica. Los electrones, al ser leptones fermiónicos, poseen giros de medio entero, ya sea spin +1/2, spin -1/2 o una superposición lineal cuántica de espines hacia arriba y hacia abajo. El concepto es bastante técnico, te sugiero que busques en Internet. Todas las partículas cuánticas poseen espín, algunas tienen espines medio integrales, como electrones, protones, neutrones, etc. Estos pertenecen a una clase de partículas llamadas fermiones. Algunos también poseen espines integrales, como fotones, gluones, etc. Estos son esencialmente los cuantos de campo de interacción de varias interacciones de partículas fundamentales, como los mediadores de las cuatro fuerzas fundamentales. Pertenecen a una clase de partículas llamadas bosones. Ahora, pasando al número cuántico magnético. Bueno, esto nuevamente se cuantifica de alguna manera, ya que el momento magnético de un electrón es simplemente el producto de la magnitud de su carga eléctrica y su momento angular.

1. cada electrón tiene cuatro conjuntos de números cuánticos que describen la posición exacta del electrón en el número cuántico principal de la nube de electrones designado por n. Donde el valor de n es (1,2, n) debe ser un entero positivo. Determina la energía del electrón en particular caparazón. Mide la distancia del electrón al núcleo del átomo.

• Número cuántico azimutal -es designado por l. El valor de l pertenece a (0,1,2, n-1). Determina la forma del orbital del subshell. Todo Subshell tiene una forma diferente S subshell tiene forma esférica, p tiene tonificación, d tiene doble tonificación yf tiene forma complicada. Determina el momento angular orbital del electrón que es un múltiplo integral de mvr = nh / 2 $ y se cuantifica.
• Número cuántico magnético: determina el número de orbitales y la orientación del electrón en una subcapa particular. Es designado por m. El valor de m depende del número cuántico azitumal. Puede ser cero, entero positivo y negativo. M = (- l, +1).
• Número cuántico de giro: se denota por ms que está diseñado en la dirección del electrón puede tener +1/2 o -1/2. El giro positivo indica que el electrón está en dirección ascendente y el giro negativo indica el electrón en dirección descendente. No depende de otro número cuántico.
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Cada electrón está asociado con cuatro números cuánticos. n describe la energía potencial, o las ondas estacionarias que cambian de amplitud a través del espacio atómico; l describe la forma de los orbitales, que da el número de nodos; ml describe la dirección de los orbitales a lo largo de un sistema de coordenadas inducido magnética o electrostáticamente; y finalmente, ms describe el giro de un electrón, la propiedad que controla la dirección de orientación del electrón en un campo electrostático / magnético.

Cuando los electrones absorben fotones y suben los niveles de energía, se observan diferentes tipos de fenómenos. Para disipar energía y bajar, un electrón puede hacer múltiples cosas. Los actos más favorables toman el menor tiempo, y los eventos más improbables toman más tiempo. La fluorescencia y la fosforescencia son ejemplos de casos específicos de electrones que bajan los niveles de energía y toman relativamente más tiempo.

Los números cuánticos se utilizan para identificar de forma única cada uno de los discretos. Normalmente tratamos con cuatro números cuánticos en un átomo: [matemática] n [/ matemática], [matemática] l [/ matemática], [matemática] m_ {l} [/ matemática] y [matemática] m_ {s} [ /matemáticas].

[matemáticas] n [/ matemáticas] se refiere al nivel de energía del electrón. Una mayor [matemática] n [/ matemática] significa que el electrón tiene una mayor energía.

[matemáticas] l [/ matemáticas] se refiere a la cantidad de momento angular que tiene un electrón. Puede tener valores positivos, cero y negativos que reflejen la dirección en la que se mueve el electrón.

[math] m_ {l} [/ math] es el número cuántico magnético y se refiere a cuán magnético es ese orbital en particular. Sabemos que cuando una corriente viaja en un círculo genera un campo magnético. La misma idea. Cuando un electrón orbita alrededor de un núcleo genera un campo magnético proporcional a su momento angular.

[math] m_ {s} [/ math] es el número cuántico de espín y se refiere a la cantidad de momento angular intrínseco que tiene el electrón. Puedes pensar que el giro es análogo a un electrón que gira alrededor de sí mismo, en lugar de alrededor del núcleo. Tiene un valor positivo o negativo, dependiendo de la dirección de rotación.

Gracias por A2A,

Como todos ya han dicho, los números cuánticos son parámetros que se requieren para especificar el estado de un sistema cuántico (el ejemplo incluye 4 números cuánticos para electrones en un átomo, números cuánticos rotacionales y de vibración en sistemas moleculares, etc.)

Aparecen cuando resolvemos la ecuación de Schrodinger para un sistema particular.

Puede compararlos con constante de movimiento en la mecánica clásica. La constante de movimiento es la superficie (de las variables n-1) en el espacio de fase n-tenue. Ahora el estado de cualquier sistema clásico es la trayectoria del sistema en el espacio de fase (dada por una curva en el espacio de fase). La geometría de la forma sabe que para especificar una curva en un espacio n-oscuro, necesita n-1 superficies cuya intersección especifique la curva. Por lo tanto, necesita una constante de movimiento n-1 para especificar el estado de cualquier sistema clásico.

Del mismo modo, necesita números cuánticos n-1 para especificar el estado de cualquier sistema cuántico en el espacio de Hilbert (la mecánica cuántica se describe en este espacio, no en el espacio de fase).

Espero que esto ayude .

Para agregar a las otras respuestas …

Los números cuánticos “salen” cuando resuelves la ecuación de Schrodinger. Para ser honesto, no sé exactamente cómo, porque tendrías que profundizar en las matemáticas. Hay 4 números cuánticos y cada electrón en un átomo tiene un conjunto único:

n – la capa donde está el electrón (por ejemplo, la ciudad)

l – el subshell (la casa)

m – el orbital (la habitación)

s – el giro (+/- 1/2) (el giro es simplemente … raro)

Existen reglas que lo guían a través de la determinación de un conjunto de números cuánticos por electrón, como por ejemplo:

– Hasta dos electrones por orbital

– No puedes tener dos electrones del mismo giro en el mismo electrón

– La enésima capa contiene hasta 1 subcapas

– Las subcapas l-th contienen hasta +/- m orbitales

Estoy seguro de que hay mejores razones por las cuales los números cuánticos son como son, pero esto parecía una introducción bastante agradable.

Alimento para el pensamiento: si las reglas para los números cuánticos fueran diferentes, ¿sería el carbono la base química de la vida? Hmm … ¡entonces supongo que los números cuánticos son realmente importantes!

Los números cuánticos nos dan la dirección de los electrones. Nos dan toda la información sobre dónde encontrar un electrón es un átomo [o simplemente la probabilidad de encontrar un electrón].

Hay cuatro tipos de números cuánticos:

Principal cuántica no. {norte}

Nos da información sobre el tamaño y la energía de un orbital.

Número cuántico azimutal (l)

Da información sobre la forma del orbital.

Ej: S orbital tiene forma de esfera y su “l” (número cuántico azimutal) es 0.

P orbital (l = 1) tiene forma de pesa.

Y así…

No cuántico magnético (metro)

Nos da información sobre la orientación del orbital.

Para cada botvital se encuentra estrictamente entre

“-L a l”, donde l es el número cuántico azimutal.

Giro (S)

Esto muestra el giro de un electrón en el orbital. Su valor solo puede ser +1/2 o -1/2 que representa la dirección del giro en sentido horario y antihorario.

Si te refieres a los números cuánticos de electrones, sigue leyendo.

Los números cuánticos son una forma de identificación de electrones, ya que cada electrón en un átomo tiene un número cuántico único.

El primer número cuántico (denotado por [math] n [/ math]) se llama número cuántico primario e indica la capa en la que se encuentra el electrón. Los valores posibles de [math] n [/ math] son ​​números naturales, comenzando desde [math] 1, 2, 3 … [/ math]

El número cuántico azimutal (denotado por [math] l [/ math]) es el número cuántico secundario que indica el suborbit. Para un número cuántico primario [matemático] n [/ matemático], el número cuántico acimutal para el caparazón varía de [matemático] 0 [/ matemático] a [matemático] n-1 [/ matemático]. Por ejemplo, para [matemática] n = 1 [/ matemática], solo hay un suborbit, es decir, [matemática] n-1 = 1-1 = 0 [/ matemática].

El tercer número cuántico también se llama número cuántico magnético (denotado por [math] m [/ math] o [math] m_l [/ math]). Para el número cuántico azimutal [matemática] l [/ matemática], varía de [matemática] – l [/ matemática] a [matemática] l [/ matemática]. Continuando con el ejemplo anterior, solo hay un orbital posible, es decir, [matemáticas] 0 [/ matemáticas].

El último número cuántico es el giro de un electrón, denotado por [math] m_s [/ math]. En cualquier suborbita, solo puede haber, como máximo, electrones [matemáticos] 2 [/ matemáticos], y eso también, con giros opuestos. Un giro es [math] \ dfrac {+1} {2} [/ math] o [math] \ dfrac {-1} {2} [/ math].

Para que se identifique un electrón, se deben conocer los cuatro números.

El número cuántico proporciona información sobre electrones.

• Su orbital (estructura de orbitales)
• nivel de energía
• su giro en sentido horario o antihorario en dirección
• momento angular del electrón
• velocidad del electrón
• radio de átomo

y muchos más sobre electrones. Hay 4 tipos de números cuánticos.

1. Número cuántico principal (n)
2. Número cuántico azimutal (l)
3. Número cuántico magnético (m)
4. Número cuántico de giro (S)

Este tema es nuevo y muy muy interesante.

Esta respuesta pretende ser una introducción.

Hay cuatro números cuánticos por el electrón deseado. Los primeros tres se llaman números cuánticos principales. El último número se llama números cuánticos angulares. Los principales números cuánticos miden a dónde es más probable que vaya el electrón en su orbital especificado. El número cuántico angular describe la forma general del orbital en el que se encuentra el electrón. Es importante recordar que estas probabilidades nunca dirán la posición exacta con certeza.

Espero que esto ayude 🙂

Un número que aparece en la expresión teórica para el valor de alguna propiedad cuantificada de una partícula, átomo o molécula subatómica y solo puede tener ciertos valores integrales o semi-integrales.

Un número cuántico es una propiedad de una partícula que toma valores discretos. Por ejemplo, el giro de un electrón solo puede ser -1/2 o 1/2.