So finden Sie eine Quantenzahl

Die Bestimmung der Quantenzahlen kann mit einem Periodensystem erfolgen.

Jedes Element hat eine Menge von vier Quantenzahlen, die die Energie, Form, Orientierung im Raum und den Spin seiner Elektronen beschreibt. Diese Zahlen werden gefunden, indem man die Schrödinger-Gleichung löst und sie für spezifische Wellenfunktionen, auch bekannt als Atomorbitale, löst. Es gibt einen einfachen Weg, die einzelnen Quantenzahlen für Elemente einfach durch Verwendung des Periodensystems zu finden. Der Tisch ist wie ein Gitter aufgebaut, wobei die Vertikale Perioden und die Horizontalen die Gruppen sind. Quantenzahlen werden anhand der Perioden des Diagramms gefunden.

Betrachten Sie das Periodensystem der Elemente und finden Sie das Element, für das Sie die Quantenzahl kennen möchten. Suchen Sie die Hauptnummer, die die Energie des Elements angibt, indem Sie feststellen, in welchem ​​Zeitraum das Element gefunden wurde. Zum Beispiel ist Natrium in der dritten Periode der Tabelle, so dass seine Hauptquantenzahl 3 ist.

Nenne die Hauptquantenzahl als n und die zweite Zahl, shape, irgendwo zwischen 0 und n-1. Für Natrium sind die zweiten Quantenzahlen 0,1 und 2. Da diese Zahl die Form eines einzelnen Elektrons im Orbital darstellt, kann die zweite Quantenzahl für das Element 0,1 und 2 in Abhängigkeit vom betreffenden Elektron enthalten.

Nenne die zweite Quantenzahl l. Stellen Sie die magnetische Quantenzahl dar, die die Orientierung des Elektrons im Raum mit -l bis + 1 bezeichnet. Für den Fall von Natrium könnte das -2, -1, 0,1 und 2 sein, wenn die zweite Quantenzahl 2 wäre.

Betrachten Sie die Rotation des Elektrons wie eine Uhr. Die einzigen Richtungen, in die sie sich drehen können, sind im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn, dargestellt durch -1/2 oder +1/2. Dies sind die einzigen verfügbaren Werte für die vierte Quantenzahl.

Spitze

Das Pauli-Ausschlussprinzip besagt, dass keine zwei Elektronen innerhalb eines Elements die gleiche Quantenzahl haben können. Jede Variation der möglichen Quantenzahlen wird dargestellt.

So finden Sie eine Quantenzahl

FAQ - 💬

❓ Was ist eine Quantenzahl?

👉 Sie gehören zum Bereich der Quantenmechanik, der Atomphysik und der Teilchenphysik. Du kannst den Eigenzustand eines Elektrons und seiner Wellenfunktion in einem Wasserstoffatom durch 4 Quantenzahlen beschreiben. Im Gegensatz zu vielen Größen der klassischen Mechanik, kann eine Quantenzahl nur bestimmte, diskrete Werte annehmen.

❓ Was sind die Symbole für Quantenzahlen?

👉 Die Symbole für die Quantenzahlen sind im Prinzip frei wählbar, werden aber meist einheitlich gewählt: z. B. n für die Energie, l für den Bahndrehimpuls, s für den Spin, kleine Buchstaben für die Zustände eines einzelnen Teilchens und große Buchstaben für zusammengesetzte Systeme.

❓ Was ist ein Satz von Quantenzahlen?

👉 Ein Satz von Quantenzahlen charakterisiert einen Eigenzustand eines quantenmechanischen Systems vollständig. Sie können im Gegensatz zu Beschreibungsgrößen der klassischen Mechanik nur diskrete Werte annehmen. Es gibt verschiedene Quantenzahlen für jeweils verschiedene Eigenschaften oder auch für die unterschiedlichen Teilchen.

❓ Was ist die Quantenmechanik?

👉 Es ist aber gerade Wesen der Quantenmechanik, dass bestimmte Werte nur exakt und gestuft/diskret vorkommen. Die Quantenzahlen stellen dann die unabhängig voneinander messbaren Eigenwerte der Operatoren dar. Eine sehr große Bedeutung kommt den Quantenzahlen neben der Atomphysik auch in der subatomaren Physik der Teilchenphysik zu.

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