O que são números quânticos?
No modelo teórico predominante do átomo, existem quatro números quânticos que descrevem o comportamento dos elétrons. Isso inclui os números quânticos principais, azimutais, magnéticos e de rotação. Juntos, esses quatro números fornecem o estado quântico de um elétron. Um estado quântico é o conjunto de informações matemáticas necessárias para descrever completamente um certo sistema de matéria e energia, como um átomo. Dois elétrons podem compartilhar os mesmos quatro números quânticos, de acordo com o princípio de exclusão de Pauli da mecânica quântica.
O primeiro dos números quânticos é chamado de número quântico principal. Esse número, que pode ser qualquer número inteiro positivo, começando com 1, refere -se à distância da órbita de um elétron do núcleo atômico. Ao contrário das órbitas planetárias, no entanto, os elétrons não são livres para orbitar a nenhuma distância. Em vez disso, eles estão confinados à órbita em níveis de energia discreta, ou quanta - um princípio central da mecânica quântica. Semelhante às órbitas planetárias, por outro lado,Os elétrons que orbitam mais do núcleo possuem maior energia cinética.
O número quântico azimutal significa o momento angular do orbital atômico de um elétron. Esse número conta algo sobre a forma da órbita de um elétron ao redor do núcleo. Os elétrons podem orbitar em enxames mais ou menos esféricos ao redor do núcleo, ou podem exibir um comportamento mais complicado. A idéia de um elétron como uma partícula sólida que orbita o núcleo, no entanto, não está correta. O princípio da incerteza da mecânica quântica afirma que a posição de um elétron é fundamentalmente uma questão de probabilidade.
Com base nos outros números quânticos, o número quântico magnético diz algo sobre a orientação do orbital de um elétron no espaço. Essa propriedade foi descoberta quando os cientistas expuseram gases a campos magnéticos e depois observaram a maneira como interagiram com a luz. O magnéticoO número quântico também está relacionado aos níveis de energia de um orbital atômico.
Finalmente, o número quântico de rotação especifica um dos dois estados de rotação de um elétron. Enquanto os números quânticos principais e azimutais distinguem entre diferentes posições orbitais de um elétron, o número quântico de rotação pode distinguir entre dois elétrons em um estado quântico idêntico. Se dois elétrons no mesmo átomo tiverem os mesmos três números quânticos anteriores, seus números quânticos de rotação devem ser diferentes. A rotação eletrônica não é exatamente o mesmo senso de "spin" que geralmente é pensado, mas é um grau de liberdade para um elétron. Pode assumir um dos dois valores possíveis: -1/2 ou +1/2.