Stav elektrónov v obale atómu možno opísať pomocou kvantových čísel:

• hlavné kvantové číslo - n• vedľajšie kvantové číslo - l• magnetické kvantové číslo - m• spinové kvantové číslo - s

Prvé tri kvantové čísla - hlavné, vedľajšie a magnetické, charakterizujú orbitál, v ktorom je elektrón,

- spinové kvantové číslo charakterizuje správanie sa elektrónu v orbitáli

Hlavné kvantové číslo n

Každý elektrón v obale atómu má určitú energiu.

Hlavné kvantové číslo určuje energiu elektrónov, nachádzajúcich sa v príslušnej elektrónovej vrstve a zároveň určuje veľkosť orbitálu

Môže nadobúdať hodnoty celých kladných čísel

n = 1,2,3, .....

Elektrónová vrstva

• Elektróny v stavoch s rovnakým hlavným kvantovým číslom tvoria elektrónovú vrstvu.

• Jednotlivé vrstvy označujeme písmenami

K,L,M,N,O,P,Q Elektróny z vrstvy K majú n = 1 L n = 2

M n = 3 N n = 4

O n = 5 P n = 6

Q n = 7

Vedľajšie kvantové číslo l

• Spoločne s hlavným kvantovým číslom určuje energiu elektrónu a rozhoduje aj o tvare orbitálu

• Nadobúda hodnoty od 0 po (n-1) Ak: n=1 l=0

n=2 l=0,1n=3 l=0,1,2n=4 l=0,1,2,3

Hodnoty l sa zvyčajne označujú písmenami

Hodnota l 0 1 2 3

Typ orbitálu s p d f

• Písmená s,p,d,f sa píšu za hlavné kvantové číslo – hovoríme o stave 1s, 2s, 2p ......

• Energia orbitálov s rovnakým hlavným kvantovým číslom narastá v poradí

s < p < d < f

Tvar orbitálu s

Tvar orbitálov p

Tvar orbitálov d

Tvar orbitálov f

Tvar orbitálov f

Magnetické kvantové číslo m

• Udáva orientáciu orbitálov v priestore • Nadobúda hodnoty od –l cez 0 až po +l• Počet hodnôt magnetického kvantového čísla udáva

súčasne aj počet orbitálov určitého typu

• ak: l =0 m=0

počet orbitálov s = 1

Orbitály ktoré majú rovnakú energiu ( majú rovnakú hodnotu n, l, líšia sa iba m sú degenerované. Orbitál p je trikrát degenerovaný m = -1,0,+1

• Ak l=1 m= -1, 0, +1

počet orbitálov p = 3

Ak: l=2 m=-2, -1, 0, +1,+2 počet orbitálov d = 5

Ak l=3 m =-3, -2, -1, 0, +1,+2,+3 počet orbitálov f = 7

Spinové kvantové číslo s

• Na popis zvláštnej vlastnosti elektrónu (tzv. vnútorného momentu hybnosti) sa zaviedlo spinové kvantové číslo s, ktoré charakterizuje rotáciu elektrónu.

• Môže mať len jednu z dvoch hodnôt:

+ 1/2 alebo - 1/2

• V každom orbitáli môžu byť maximálne dva elektróny líšiace sa spinovým kvantovým číslom, ktoré vytvárajú elektrónový pár

• Kvantové čísla vyjadrujú tú skutočnosť, že zmena energie v mikrosvete neprebieha spojito ale vo forme energetických kvánt

Príklady na výpočet kvantových číselKvantové čísla

Hlavné Vedľajšie Druh orbitálov Magnetické spinové

n = 1 l = 0 s m = 0 s = + 1/2

n = 2

0

l =

1

s

p

m = 0

-1

m = 0

+1

s = + 1/2

pre každé m

n = 3

0

l = 1

2

s

p

d

m = 0

-1

m = 0

+1

-2

-1

m = 0

+1

+2

s = + 1/2

pre každé m

• Pomocou kvantových čísel popíšte stav elektrónov v orbitáli 2s

• Vypočítajte, koľko elektrónov sa nachádza na vrstve N

• Kvantové čísla

RNDr. Ľudmila Urbancová

• Literatúra: www.infovek.sk