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Le diverse teorie hanno dato origine ai quattro numeri quantici. Questi numeri sono usati per spiegare le caratteristiche degli elettroni in un atomo. I numeri quantici hanno i seguenti valori e proprietà:
Il numero quantico principale
È simbolizzato come ” n ” e indica i livelli di energia posseduti da un atomo. Cioè, il livello di energia in cui si muove un elettrone. Ci permette anche di calcolare la distanza approssimativa tra il nucleo dell’atomo e l’elettrone. Allo stesso modo, ci permette di riconoscere la dimensione dell’orbitale in cui si trova l’elettrone. Il valore di questo numero quantico è un numero intero da 1 in poi. Finora sono noti solo atomi con 8 livelli energetici al massimo.
Il numero quantico secondario o azimutale
È rappresentato dalla lettera « l » e indica l’ orbitale specifico in cui si trova un elettrone. Indica anche il sottolivello energetico di un elettrone. Il valore di “l” può essere: 0, 1, 2,… fino a -1. Gli orbitali, a loro volta, hanno forme diverse. Possono essere classificati in:
- “s” se l=0;
- “p” se l=1;
- “d” se l=2; E
- “f” se l = 3.
Il numero quantico magnetico
« m » è il numero quantico magnetico , detto anche momento angolare, e segna l’orientamento degli orbitali nello spazio. Indica anche il numero di orbitali per ogni sottolivello. Può avere un valore di numero quantico negativo “l” (-l), (0) o un numero quantico secondario positivo (+l).
Il numero quantico di spin
- Il numero quantico di spin (o spin) è simboleggiato dalla lettera “s”. Questo numero indica la direzione di rotazione degli elettroni su un asse immaginario. Può assumere i valori frazionari: 1/2 e -1/2.
Altre caratteristiche dei numeri quantici
Oltre ai valori menzionati, i numeri quantici hanno anche altre caratteristiche speciali:
- Indicano la posizione dell’energia di un elettrone.
- Secondo il principio di Pauli, nessun elettrone nello stesso atomo può avere gli stessi numeri quantici.
- Secondo una teoria di Schrödinger, a seconda dei valori dei numeri quantici, si ottengono diverse soluzioni di equazioni d’onda. Questi risultati ci permetteranno di conoscere i luoghi che hanno una maggiore probabilità di avere un elettrone.
- Lo spin dell’elettrone “s” è una proprietà caratteristica degli elettroni. Questo perché hanno il loro momento angolare, indicato dal numero quantico.
- Ogni sottolivello energetico contiene uno o più orbitali. Il numero di questi orbitali in ogni sottolivello e il loro orientamento spaziale sono determinati dal numero quantico magnetico.
- Sebbene i numeri quantici siano usati principalmente per descrivere gli elettroni, possono anche descrivere i protoni e i neutroni in un atomo.
Esempi di numeri quantici
Per analizzare gli elettroni di un atomo e applicare i numeri quantici, viene preso come esempio un atomo di idrogeno. Si usa cioè un atomo simile a quello dell’idrogeno (H), che ha un solo nucleo e un solo elettrone. Questo tipo di atomi ha valori per i numeri quantici: “n”, “l” e “m”. D’altra parte, in polielettronici o più atomi di elettroni, viene aggiunto anche il numero quantico “s”.
Un altro esempio è l’atomo di carbonio (C), dove gli elettroni si trovano nell’orbitale 2p. I quattro numeri quantici usati per descrivere gli elettroni in questo atomo sono: n = 2; l = 1; m = 1, 0 o -1; si = 1/2.
Bibliografia
- Lahera Claramonte, J. Dalla teoria atomica alla fisica quantistica: Bohr. 2010 (2a edizione). Spagna. Edizioni Nivola.
- Wurtz, A. La teoria atomica . 2018. Spagna. I libri dimenticati.
- Gillespie, GT Introduzione alla meccanica quantistica. 2021 (1a edizione). Spagna. inversione.
