क्वांटम संख्याएँ: अर्थ और विशेषताएँ

विभिन्न सिद्धांतों ने चार क्वांटम संख्याओं को जन्म दिया। इन संख्याओं का उपयोग परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की विशेषताओं को समझाने के लिए किया जाता है। क्वांटम संख्याओं के निम्नलिखित मान और गुण होते हैं:

प्रमुख क्वांटम संख्या

इसे ” n ” के रूप में दर्शाया गया है और यह एक परमाणु द्वारा धारण किए गए ऊर्जा स्तरों को इंगित करता है। यानी वह ऊर्जा स्तर जहां एक इलेक्ट्रॉन चलता है। यह हमें परमाणु के नाभिक और इलेक्ट्रॉन के बीच की अनुमानित दूरी की गणना करने की भी अनुमति देता है। इसी तरह, यह हमें उस कक्षीय के आकार को पहचानने की अनुमति देता है जहां इलेक्ट्रॉन स्थित है। इस क्वांटम संख्या का मान 1 से आगे एक पूर्णांक है। अभी तक अधिकतम 8 ऊर्जा स्तरों वाले परमाणु ही ज्ञात हैं।

द्वितीयक या अज़ीमुथल क्वांटम संख्या

इसे « l » अक्षर द्वारा दर्शाया जाता है और उस विशिष्ट कक्षीय को इंगित करता है जहां एक इलेक्ट्रॉन स्थित है। यह एक इलेक्ट्रॉन के ऊर्जा उपस्तर को भी इंगित करता है। “I” का मान हो सकता है: 0, 1, 2,… -1 तक। ऑर्बिटल्स, बदले में, अलग-अलग आकार के होते हैं। उन्हें इसमें वर्गीकृत किया जा सकता है:

• “एस” अगर एल = 0;
• “पी” अगर एल = 1;
• “डी” अगर एल = 2; और
• “एफ” अगर एल = 3।

चुंबकीय क्वांटम संख्या

« एम » चुंबकीय क्वांटम संख्या है, जिसे कोणीय गति भी कहा जाता है , और अंतरिक्ष में कक्षाओं के उन्मुखीकरण को चिह्नित करता है। यह प्रत्येक उपस्तर के लिए कक्षकों की संख्या को भी इंगित करता है। इसका एक ऋणात्मक क्वांटम संख्या मान “l” (-l), (0) या एक धनात्मक द्वितीयक क्वांटम संख्या (+l) हो सकता है।

स्पिन क्वांटम संख्या

• स्पिन क्वांटम संख्या (या स्पिन) को “एस” अक्षर द्वारा दर्शाया गया है। यह संख्या एक काल्पनिक अक्ष पर इलेक्ट्रॉनों के घूर्णन की दिशा को दर्शाती है। यह भिन्नात्मक मान ले सकता है: 1/2 और -1/2।

क्वांटम संख्या की अन्य विशेषताएं

उल्लिखित मूल्यों के अलावा, क्वांटम संख्याओं में अन्य विशेष विशेषताएं भी होती हैं:

• वे एक इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा की स्थिति का संकेत देते हैं।
• पाउली सिद्धांत के अनुसार, एक ही परमाणु में किसी भी इलेक्ट्रॉन की क्वांटम संख्या समान नहीं हो सकती है।
• एक श्रोडिंगर सिद्धांत के अनुसार क्वांटम संख्याओं के मानों के आधार पर तरंग समीकरणों के विभिन्न हल प्राप्त होते हैं। ये परिणाम हमें उन जगहों को जानने की अनुमति देंगे जहां इलेक्ट्रॉन होने की संभावना अधिक है।
• इलेक्ट्रॉन स्पिन “एस” इलेक्ट्रॉनों की एक विशिष्ट संपत्ति है। ऐसा इसलिए है क्योंकि उनकी अपनी कोणीय गति होती है, जिसे क्वांटम संख्या द्वारा दर्शाया जाता है।
• प्रत्येक ऊर्जा उपस्तर में एक या अधिक कक्षक होते हैं। प्रत्येक उपस्तर में इन कक्षकों की संख्या और उनका स्थानिक अभिविन्यास चुंबकीय क्वांटम संख्या द्वारा निर्धारित किया जाता है।
• यद्यपि क्वांटम संख्याओं का उपयोग मुख्य रूप से इलेक्ट्रॉनों का वर्णन करने के लिए किया जाता है, वे एक परमाणु में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन का भी वर्णन कर सकते हैं।

क्वांटम संख्या के उदाहरण

एक परमाणु के इलेक्ट्रॉनों का विश्लेषण करने और क्वांटम संख्याओं को लागू करने के लिए एक उदाहरण के रूप में एक हाइड्रोजन परमाणु लिया जाता है। अर्थात्, हाइड्रोजन (H) के समान एक परमाणु का उपयोग किया जाता है, जिसमें एक नाभिक और एक इलेक्ट्रॉन होता है। इस प्रकार के परमाणुओं में क्वांटम संख्याओं के मान होते हैं: “n”, “l” और “m”। दूसरी ओर, पॉलीइलेक्ट्रॉनिक या कई इलेक्ट्रॉन परमाणुओं में, क्वांटम संख्या “s” भी जोड़ी जाती है।

एक अन्य उदाहरण कार्बन परमाणु (C) है, जहाँ इलेक्ट्रॉन 2p कक्षीय में हैं। इस परमाणु में इलेक्ट्रॉनों का वर्णन करने के लिए उपयोग की जाने वाली चार क्वांटम संख्याएँ हैं: n = 2; एल = 1; एम = 1, 0 या -1; वाईएस = 1/2।

ग्रन्थसूची

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