Kvant mexanikasında çox şey başa düşülməz, çoxu fantastik görünür. Eyni şey təbiəti bu gün də sirli olan kvant ədədlərinə aiddir. Məqalədə onlarla işləməyin konsepsiyası, növləri və ümumi prinsipləri təsvir olunur.
Ümumi xüsusiyyətlər
Fiziki kəmiyyətlər üçün tam və ya yarımtam kvant ədədləri kvant sistemlərini (molekul, atom, nüvə) və elementar hissəcikləri xarakterizə edən bütün mümkün diskret dəyərləri müəyyən edir. Onların tətbiqi Plank sabitinin mövcudluğu ilə sıx bağlıdır. Mikrokosmosda baş verən proseslərin diskretliyi kvant ədədlərini və onların fiziki mənasını əks etdirir. Onlar ilk dəfə atomun spektrlərinin qanunauyğunluqlarını təsvir etmək üçün təqdim edilmişdir. Lakin fərdi kəmiyyətlərin fiziki mənası və diskretliyi yalnız kvant mexanikasında aşkar edilmişdir.
Bu sistemin vəziyyətini hərtərəfli müəyyən edən çoxluq tam çoxluq adlanırdı. Belə bir dəstdən mümkün dəyərlərə cavabdeh olan bütün dövlətlər tam dövlətlər sistemini təşkil edir. Kimyada elektronun sərbəstlik dərəcələri ilə kvant ədədləri onu üç fəza koordinatında və daxili sərbəstlik dərəcəsi ilə müəyyən edir -spin.
Atomlarda elektron konfiqurasiyaları
Atomda nüvə və elektronlar var, onların arasında elektrostatik təbiət qüvvələri fəaliyyət göstərir. Nüvə ilə elektron arasındakı məsafə azaldıqca enerji artacaq. Ehtimal olunur ki, nüvədən sonsuz uzaqda olarsa, potensial enerji sıfır olacaqdır. Bu vəziyyət başlanğıc nöqtəsi kimi istifadə olunur. Beləliklə, elektronun nisbi enerjisi müəyyən edilir.
Elektron qabığı enerji səviyyələri toplusudur. Onlardan birinə aid olmaq n əsas kvant nömrəsi ilə ifadə edilir.
Əsas nömrə
O, təbii ədədlərdən ibarət olan oxşar dəyərlərə malik orbitallar dəsti ilə müəyyən enerji səviyyəsinə aiddir: n=1, 2, 3, 4, 5… Elektron bir pillədən digərinə keçdikdə, əsas kvant sayı dəyişir. Nəzərə almaq lazımdır ki, bütün səviyyələr elektronlarla doldurulmur. Atomun qabığını doldurarkən ən az enerji prinsipi həyata keçirilir. Bu halda onun vəziyyəti həyəcansız və ya əsas adlanır.
Orbital ədədlər
Hər səviyyənin orbitalları var. Onlardan oxşar enerjiyə malik olanlar bir alt səviyyə təşkil edir. Belə bir təyinat sıfırdan n - 1-ə qədər tam ədədlərin dəyərlərini alan orbital (və ya belə adlandırıldığı kimi, yan) kvant nömrəsi l istifadə edərək edilir. Beləliklə, əsas və orbital kvant nömrələrinə malik olan bir elektron n və l bərabər ola bilər, l=0 ilə başlayıb l=n ilə bitən - 1.
Bu, müvafiq hərəkətin xarakterini göstərir alt səviyyə və enerji səviyyəsi. l=0 və istənilən n dəyəri üçün elektron buludu kürə şəklinə malik olacaqdır. Onun radiusu n ilə düz mütənasib olacaq. l=1-də elektron buludu sonsuzluq və ya səkkiz rəqəmi şəklini alacaq. l dəyəri nə qədər böyük olarsa, forma bir o qədər mürəkkəbləşəcək və elektronun enerjisi artacaq.
Maqnit ədədləri
Ml orbital (yan) bucaq impulsunun maqnit sahəsinin bu və ya digər istiqamətinə proyeksiyasıdır. O, l ədədinin eyni olduğu orbitalların fəza oriyentasiyasını göstərir. Ml -l-dən +l-ə qədər 2l + 1 müxtəlif qiymətlərə malik ola bilər.
Başqa bir maqnit kvant nömrəsi spin - ms adlanır ki, bu da impulsun daxili momentidir. Bunu başa düşmək üçün bir elektronun öz oxu ətrafında fırlanmasını təsəvvür etmək olar. Ms -1/2, +1/2, 1 ola bilər.
Ümumiyyətlə istənilən elektron üçün spinin mütləq qiyməti s=1/2, ms isə onun oxa proyeksiyası deməkdir.
Pauli prinsipi: atomda 4 oxşar kvant ədədi olan iki elektron ola bilməz. Onlardan ən azı biri əla olmalıdır.
Atomların formalaşdırılması qaydası.
- Minimum enerji prinsipi. Buna əsasən, Kleçkovskinin qaydalarına əsasən, ilk növbədə özə daha yaxın olan səviyyələr və alt səviyyələr doldurulur.
- Elementin mövqeyi elektronların enerji səviyyələri və alt səviyyələr üzrə necə paylandığını göstərir:
- rəqəm atomun yükü və elektronlarının sayına uyğundur;
- periodik ədəd səviyyələrin sayına uyğundurenerji;
- qrup nömrəsi atomdakı valent elektronların sayı ilə eynidir;
- alt qrup onların paylanmasını göstərir.
Elementar hissəciklər və nüvələr
Elementar hissəciklərin fizikasında kvant ədədləri onların qarşılıqlı təsirlərini və çevrilmə qanunauyğunluqlarını müəyyən edən daxili xüsusiyyətləridir. Spin s-dən əlavə, bu, bütün elementar hissəciklər üçün sıfıra bərabər və ya tam, mənfi və ya müsbət olan Q elektrik yüküdür; barion yükü B (hissəcikdə - sıfır və ya bir, antihissəcikdə - sıfır və ya mənfi bir); lepton yükləri, burada Le və Lm sıfıra bərabərdir, bir, antihissəcikdə isə - sıfır və mənfi bir; tam və ya yarım tam ədəd ilə izotopik spin; qəribəlik S və başqaları. Bütün bu kvant ədədləri həm elementar hissəciklərə, həm də atom nüvələrinə aiddir.
Sözün geniş mənasında zərrəciyin və ya sistemin hərəkətini təyin edən və saxlanılan fiziki kəmiyyətlər adlanır. Bununla belə, onların mümkün dəyərlərin diskret spektrinə aid olması heç də vacib deyil.
