Număr cuantic

În mecanica cuantică, un număr cuantic exprimă valoarea unei mărimi conservate în dinamica unui sistem . Numerele cuantice fac posibilă cuantificarea proprietăților unei particule și descrierea structurii electronice a unui atom.

Principalele numere cuantice

Problema stabilirii câtor sunt numerele cuantice care caracterizează orice sistem cuantic este încă deschisă, totuși este posibil să știm câte numere cuantice sunt necesare pentru a descrie fiecare caz: ele sunt valoarea proprie a hamiltonienului și valorile observabilele care fac naveta cu acesta sau cantitățile fizice care sunt conservate în timpul traducerii în timp.

În mod convențional, caracterizăm un sistem cu patru numere cuantice principale: ^[1]

Valoarea proprie a energiei $E_{n}$ ${\ displaystyle E_ {n}}$ $E_ {n}$ , numit și numărul cuantic principal sau Bohr , care presupune valori întregi ( $n=1,2,3,\ldots$ ${\ displaystyle n = 1,2,3, \ ldots}$ ${\ displaystyle n = 1,2,3, \ ldots}$ ) și asta depinde doar de distanța dintre electron și nucleu.
Modulul pătrat al momentului unghiular orbital ${\hat {\mathbf {L} }}^{2}$ ${\ displaystyle {\ hat {\ mathbf {L}}} ^ {2}}$ ${\ hat {{\ mathbf {L}}}} ^ {2}$ , numit număr cuantic azimutal , care poate presupune valori între între și $n-1$ ${\ displaystyle n-1}$ $n-1$ . Acesta definește forma orbitalului atomic .
Componenta ${\hat {L}}_{z}$ ${\ displaystyle {\ hat {L}} _ {z}}$ ${\ hat L} _ {z}$ de-a lungul unei axe (în mod convențional axa $z$ ${\ displaystyle z}$ $z$ ) a momentului unghiular orbital, numit număr cuantic magnetic , care presupune valori între între $-l$ ${\ displaystyle -l}$ ${\ displaystyle -l}$ Și $+l$ ${\ displaystyle + l}$ ${\ displaystyle + l}$ .
Componenta ${\hat {S}}_{z}$ ${\ displaystyle {\ hat {S}} _ {z}}$ ${\ hat S} _ {z}$ de-a lungul unei axe (în mod convențional axa $z$ ${\ displaystyle z}$ $z$ ) a rotirii , numită numărul cuantic de rotire , care poate presupune valori întregi sau semi-întregi variind de la $-s$ ${\ displaystyle -s}$ ${\ displaystyle -s}$ Și $+s$ ${\ displaystyle + s}$ ${\ displaystyle + s}$ .

simbol	Nume	Observabil	valori
$n$ ${\ displaystyle n}$ $n$	Număr cuantic principal	$E_{n}\$ ${\ displaystyle E_ {n} \}$ $E_ {n} \$	$1,2,3,...\ \rightarrow \ \infty$ ${\ displaystyle 1,2,3, ... \ \ rightarrow \ \ infty}$ $1,2,3, ... \ \ rightarrow \ \ infty$
$L$ ${\ displaystyle l}$ $L$	Număr cuantic unghiular	${\hat {\mathbf {L} }}^{2}$ ${\ displaystyle {\ hat {\ mathbf {L}}} ^ {2}}$ ${\ hat {{\ mathbf {L}}}} ^ {2}$	$0,1,2,...\ \rightarrow \ n-1$ ${\ displaystyle 0,1,2, ... \ \ rightarrow \ n-1}$ $0,1,2, ... \ \ rightarrow \ n-1$
$m_{l}$ ${\ displaystyle m_ {l}}$ $m_ {l}$	Număr cuantic magnetic	${\hat {L}}_{z}$ ${\ displaystyle {\ hat {L}} _ {z}}$ ${\ hat L} _ {z}$	$-l,-l+1,...,0,...,+l$ ${\ displaystyle -l, -l + 1, ..., 0, ..., + l}$ ${\ displaystyle -l, -l + 1, ..., 0, ..., + l}$
$m_{s}$ ${\ displaystyle m_ {s}}$ ${\ displaystyle m_ {s}}$	Număr cuantic de centrifugare electrică	${\hat {S}}_{z}$ ${\ displaystyle {\ hat {S}} _ {z}}$ ${\ hat S} _ {z}$	$-s,-s+1,\ldots ,s-1,s$ ${\ displaystyle -s, -s + 1, \ ldots, s-1, s}$ ${\ displaystyle -s, -s + 1, \ ldots, s-1, s}$

Există, apoi, alte numere cuantice, asociate cu particulele elementare , foarte importante în reacțiile fizice : fiecare dintre ele, de fapt, este asociat cu o lege specifică de conservare . Sunt:

Moment unghiular total
Numărul barionului
Numărul leptonic
Numărul BL
Incarcare electrica
Sarcina de culoare
Aromă (fizică)
Isospina nucleonilor ( $THE$ ${\ displaystyle I}$ $THE$ )

Un alt număr cuantic este $v$ ${\ displaystyle v}$ $v$ , folosit pentru a descrie valorile proprii ale stărilor staționare ale potențialului Morse al unei molecule diatomice.

Notă

^ Peter W. Atkins , Chimie generală , Bologna, Zanichelli , 1992, ISBN 88-08-15276-6 . p.191

Bibliografie

( EN ) BH Bransden și CJ Joachain, Fizica atomilor și moleculelor , Pearson Education, 2003, ISBN 978-05-823-5692-4 .
JJ Sakurai , Mecanica cuantică modernă , Zanichelli , 2014, ISBN 978-88-082-6656-9 .
LD Landau și EM Lifshitz , mecanica cuantică. Teorie non-relativistă , Editori Riuniti, 2004, ISBN 978-88-359-5606-8 .
R. Oerter, Teoria aproape totul. Modelul standard, triumful necunoscut al fizicii moderne , Cod, 2006, ISBN 978-88-757-8062-3 .
( EN ) G. t'Hooft , In Search of the Ultimate Building Blocks , Cambridge University Press, 2001, ISBN 978-0-521-57883-7 .
( EN ) W. Noel Cottingham și Derek A. Greenwood, Introducere în modelul standard de fizică a particulelor , Londra, Cambridge University Press, 1999, ISBN 978-0-521-58832-4 .
( EN ) F. Mandl și G. Shaw, Quantum Field Theory , John Wiley & Sons Inc, 2010, ISBN 0-471-94186-7 .
( EN ) Y. Hayato și colab. . Căutați Proton Decay prin p → νK ⁺ într-un Detector Cherenkov de apă mare . Physical Review Letters 83, 1529 (1999).

Elemente conexe

linkuri externe

( EN ) Număr cuantic , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
Numere cuantice , la scienceworld.wolfram.com .

Controlul autorității	Thesaurus BNCF 37249 · GND (DE) 4259027-9

Portal cuantic : Accesați intrările Wikipedia care se ocupă de cuantică

[1] Peter W. Atkins , Chimie generală , Bologna, Zanichelli , 1992, ISBN 88-08-15276-6 . p.191

[1]

V · D · M Numere cuantice
Numărul cuantic principal · numarul cuantic orbital · Numărul cuantic magnetic · Numărul cuantic de spin · totala momentului cinetic · Spin · izospin · Număr barionic · Număr leptoni · Sarcină electrică · Culoare încărcare
Proiect chimie · Portalul fizicii proiectului : Chimie · Fizica portalului · Glosar chimic · Corp glosar · Calendarul evenimentelor: Fizică , chimie