Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Số lượng tử”

Nội dung được xóa Nội dung được thêm vào
Bunhia (thảo luận | đóng góp)
Không có tóm lược sửa đổi
Dòng 1:
Có 4 loại '''số lượng tử''' :
*Số lượng tử chính
*Số lượng tử xung lượng
*Số lượng tử từ, và
*Số lượng tử Spinspin
Nhằm mục đích miêu tả các tính chất của [[electron]] trong một [[nguyên tử]].
==Số lượng tử chính ==
[[Mô hình nguyên tử Bohr]] chỉ miêu tả được trạng thái năng lượng thấp nhất, n = 1. Nhưng trên thực tế, có vô số lớp năng lượng rời rạc khác nhau. Do số lượng các lớp là nhiều, và khoảng cách giữa chúng càng lớn thì càng gần nhau, nên năng lượng biểu hiện như một vùng liên tiếp, mặc dầu chúng là các gồ rơi rạc, hay còn gọi là được [[lượng tử hóa]]
 
==Số lượng tử chính ==
Theo [[thuyết lượng tử]] hiện đại, một vài vị trí tồn tại của electron trong nguyên tử tương ứng với sự khác nhau trong hình mẫu của sóng đứng. Như hình miêu tả những mấu hình liên hệ, xảy ra ở một dây đàn gita. Sự khác biệt chính đó là các sóng electron hoạt động trong cả 3 chiều không gian, trong khi dây đàn gita chỉ dao động trong 2 chiều không gian. Mỗi hình mẫu sóng được định dạng bởi một số nguyên n, và được gọi là số lượng tử chính . Giá trị của n chỉ rõ số lượng đỉnh của biên ( antinode) tồn tại trong một mẫu hình sóng đứng, số lượng đỉnh càng nhiều, trạng thái năng lượng càng cao.
[[Mô hình nguyên tử Bohr]] chỉ miêu tả được trạng thái năng lượng thấp nhất, n = 1. Nhưng trên thực tế, có vô số lớp năng lượng rời rạc khác nhau. Do có nhiều số lượng các lớp là nhiều, và khoảng cách giữa chúng càng lớn thì càng gần nhau, nên năng lượng biểu hiện như một vùng liên tiếp, mặc dầu chúng là các gồ rơi rạc, hay còn gọi là được [[lượng tử hóa]] .
 
Theo [[thuyết lượng tử]] hiện đại, một vài vị trí tồn tại của electron trong nguyên tử tương ứng với sự khác nhau trong hình mẫu của sóng đứng. Như hình miêu tả những mấu hình liên hệ, xảy ra ở một dây đàn gita. Sự khác biệt chính đó là các sóng electron hoạt động trong cả 3 chiều của không gian, trong khi dây đàn gita chỉ dao động trong 2 chiều không gian. Mỗi hình mẫu sóng được định dạng bởi một số nguyên n, và được gọi là số lượng tử chính . Giá trị của n chỉ rõ số lượng đỉnh của biên ( ''antinode'') tồn tại trong một mẫu hình sóng đứng, số lượng đỉnh càng nhiều, trạng thái năng lượng càng cao.
[[Thế năng ]] của electron được đưa ra bởi công thức
<math> E = \frac{-4\pi^2e^4m}{h^2n^2} </math>
Ở đó e là điện tích của electron, m là khối lượng của nó, h là [[hằng số Planck]], và n số lượng tử chính. Dấu (-) cho thấy thế năng của nó luôn luôn âm. Do năng lượng có tỉ lệ nghịch đảo bình phương với n , nên khi năng lượng tiến đến 0 thì n trở nên rất lớn, nhưng nó không bao giờ đạt tới giá trị 0.
 
[[Thế năng]] của electron được đưa ra bởi công thức <math> E = \frac{-4\pi^2e^4m}{h^2n^2} </math>. Ở đó e là điện tích của electron, m là khối lượng của nó, h là [[hằng số Planck]], và n số lượng tử chính. Dấu (-) cho thấy thế năng của nó luôn luôn âm. Do năng lượng có tỉ lệ nghịch đảo bình phương với n , nên khi năng lượng tiến đến 0 thì n trở nên rất lớn, nhưng nó không bao giờ đạt tới giá trị 0.
Công thức trên được đưa ra trong một phần gốc của mô hình nguyên tử Bohr và vẫn được sử dụng với nguyên tử hiđrô, nhưng không áp dụng được với các nguyên tử có nhiều hơn 2 electron.
== Số lượng tử xung lượng ==
Các [[hàm sóng]] của [[electron]] được đưa ra bởi lý thuyết của [[Schrodinger]] đặc trưng bởi một vài số lượng tử. Số đầu tiên là n, miêu tả số nốt hành xử của xác suất phân bố của electron, nó tương quan với [[thế năng]] ́, và trung bình khoảng cách của nó với [[hạt nhân]].
 
Công thức trên được đưa ra trong một phần gốc của mô hình nguyên tử Bohr và vẫn được sử dụng với nguyên tử [[hiđrô]], nhưng không áp dụng được với các nguyên tử có nhiều hơn 2 electron.
Lý thuyết phát triển bởi Schrodinger dự đoán rằng với mọi giá trị của n, electron có thể tồn tại ở những trạng thái khác nhau, tất cả đều có cùng thế năng. Những trang thái khác được phân biệt bởi các số lượng tử khác, số đầu tiên là số lượng tử xung lượng, kí hiệu l.
 
== Số lượng tử xung lượng ==
Giá trị của l sẽ xác định hình dạng của [[orbital]]. Khi l = 0, orbital có hình cầu. Nếu l = 1,orbital có hình số 8. l có giá trị càng cao thì hình dạng của orbital càng phức tạp.
Các [[hàm sóng]] của [[electron]] được đưa ra bởi lý thuyết của [[Erwin Schrodinger|Erwin Schrödinger]] đặc trưng bởi một vài số lượng tử. Số đầu tiên là n, miêu tả số nốt hành xử của xác suất phân bố của electron,. tương quan với [[thế năng]] ́, và trung bình khoảng cách của nó với [[hạt nhân]].
 
Lý thuyết phát triển bởi Schrodinger dự đoán rằng với mọi giá trị của n, electron có thể tồn tại ở những trạng thái khác nhau, tất cả đều có cùng thế năng. Những trangtrạng thái khác được phân biệt bởi các số lượng tử khác, số đầu tiên là số lượng tử xung lượng, với kí hiệu l.
== Số lượng tử từ==
Một s -orbital, tương ứng với l = 0, là một hình cầu, và vì vậy nó không có những tính chất đặc biệt về hướng. Đám mây xác suất của một p orbital được sắp xếp dọc theo một trục kéo dài, ở một hướng bất kỳ trong không gian, do đó, cần đến một số lượng tử khác để phân biệt rõ ràng hướng của electron.
 
Giá trị của l sẽ xác định hình dạng của [[orbitalquỹ đạo]]. Khi l = 0, orbitalquỹ đạo có hình cầu.; Nếukhi l = 1,orbital quỹ đạo có hình số 8. Khi l có giá trị càng cao thì hình dạng của orbitalquỹ đạo càng phức tạp.
" Hướng trong không gian" không có ý nghĩa khi vắng mặt của một trường lực bất kỳ, có tác dụng như là một hướng gốc. Với một nguyên tử cô lập, không có sự xuất hiện của trường mở rộng, và vì vậy, sẽ không có sự phân biệt giữa các orbital có giá trị của m khác nhau.
 
== Số lượng tử từ==
Nếu nguyên tử được đặt vào trong một từ trường mở rộng hay một trường tĩnh điện, một hệ trục tọa độ sẽ hình thành, và các orbital có giá trị của m khác nhau sẽ tỏa ra các lớp năng lượng khác nhau. Hiệu ứng này lần đầu được phát hiện với từ trường, và đó chính là nguồn gốc của số lượng tử từ ,m.
MộtQuỹ sđạo -orbital''s'', tương ứng với l = 0, là một hình cầu, và vì vậy nó không có những tính chất đặc biệt về hướng. Đám mây xác suất của một quỹ đạo ''p orbital'' được sắp xếp dọc theo một trục kéo dài, ở một hướng bất kỳ trong không gian, do đó, cần đến một số lượng tử khác để phân biệt rõ ràng hướng của electron.
 
" Hướng trong không gian" không có ý nghĩa khi vắng mặt của một trường lực bất kỳ, có tác dụng như là một hướng gốc. Với một nguyên tử cô lập, không có sự xuất hiện của trường mở rộng, và vì vậy, sẽ không có sự phân biệt giữa các orbitalquỹ đạo có giá trị của m khác nhau.
Trường tĩnh điện được tạo ra khi những nguyên tử hay ion khác đến gần 1 nguyên tử, và là nguyên nhân của việc các mưc năng lượng của các orbital có các hướng khác nhau sẽ tẽ ra các lớp năng lượng khác nhau. Đây cũng là nguồn gốc của màu sắc trong các muối vô cơ của các nguyên tố chuyển tiếp, như màu xanh của đồng sunphát.
 
Nếu nguyên tử được đặt vào trong một từ trường mở rộng hay một trường tĩnh điện, một hệ trục tọa độ sẽ hình thành, và các orbitalquỹ đạo có giá trị của m khác nhau sẽ tỏa ra các lớp năng lượng khác nhau. Hiệu ứng này lần đầu được phát hiện với từ trường, và đó chính là nguồn gốc của số lượng tử từ , với kí hiệu m.
 
Trường tĩnh điện được tạo ra khi những nguyên tử hay ion khác đến gần 1một nguyên tử, và là nguyên nhân của việc các mưc năng lượng của các orbitalquỹ đạo có các hướng khác nhau sẽ tẽ ra các lớp năng lượng khác nhau. Đây cũng là nguồn gốc của màu sắc trong các muối vô cơ của các nguyên tố chuyển tiếp, như màu xanh của sulfat đồng sunphát.
== Số lượng tử spin==
 
Số lượng tử Spin là một trong 4 [[số lượng tử]] miêu tả đặc tính của [[electron]] trong [[nguyên tử]]. Số lượng tử spin còn được mở rộng với mọi hạt cơ bản khác, nó tham số hóa bản chất nội tại của mô men xung lượng, và thường được gọi tắt là [[spin]].
== Số lượng tử spin==
Số lượng tử Spin là một trong 4 [[số lượng tử]] miêu tả đặc tính của [[electron]] trong [[nguyên tử]]. Số lượng tử spin còn được mở rộng với mọi hạt cơ bản khác, nó tham số hóa bản chất nội tại của mô men xung lượng, và thường được gọi tắt là [[spin]].
 
Giống như một đại lượng mô men xung lượng, nó được xác định bởi công thức
Hàng 42 ⟶ 41:
: <math>\Vert \mathbf{s}\Vert</math> là độ lớn của vectơ spin
:<math>\hbar</math> là [[hằng số Planck]]
: <math>s</math> là số lượng tử spin, ứng với spin mô men xung lượng.
 
Cho một hướng bất kỳ ''z'' (thường được xác định bởi từ trường mở rộng) ảnh của spin- ''z'' là
:<math>s_z = m_s \, \hbar</math>
 
ở đó ''m<sub>s</sub>'' là ''' số lượng tử spin thứ 2''', có biên độ từ &minus;''s'' đến +''s'' . Bước tổng quát hóa 2''s''+1 sẽ tạo ra các giá trị ''m<sub>s</sub> khác nhau.