Tytuł: Liczby kwantowe Wiadomość wysłana przez: MichaÂł-AnioÂł Grudzień 05, 2009, 11:30:24 PojĂŞcie liczby kwantowej pojawiÂło siĂŞ w fizyce wraz z odkryciem mechaniki kwantowej. OkazaÂło siĂŞ, Âże wÂłaÂściwie wszystkie wielkoÂści fizyczne mierzone w mikroÂświecie atomĂłw i czÂąsteczek podlegajÂą zjawisku kwantowania, tzn. mogÂą przyjmowaĂŚ tylko pewne ÂściÂśle okreÂślone wartoÂści. Na przykÂład elektrony w atomie znajdujÂą siĂŞ na ÂściÂśle okreÂślonych orbitach i mogÂą znajdowaĂŚ siĂŞ tylko tam, z dokÂładnoÂściÂą okreÂślonÂą przez zasadĂŞ nieoznaczonoÂści. Z drugiej strony kaÂżdej orbicie odpowiada pewna energia. BliÂższe badania pokazaÂły, Âże w podobny sposĂłb zachowujÂą siĂŞ takÂże inne wielkoÂści np. pĂŞd, moment pĂŞdu czy moment magnetyczny (kwantowaniu podlega tu nie tylko wartoœÌ, ale i poÂłoÂżenie wektora w przestrzeni albo jego rzutu na wybranÂą oÂś). Wobec takiego stanu rzeczy naturalnym pomysÂłem byÂło po prostu ponumerowanie wszystkich moÂżliwych wartoÂści np. energii czy momentu pĂŞdu. Te numery to wÂłaÂśnie liczby kwantowe.
G³ówna liczba kwantowa (symbol – n) jest zwiÂązana z energiÂą. Charakteryzuje ona powÂłokĂŞ (zbiĂłr stanĂłw kwantowych posiadajÂących tĂŞ samÂą g³ównÂą liczbĂŞ kwantowÂą; znane powÂłoki to K,L,M,N,O,P,Q). G³ówna liczba kwantowa informuje nas o wielkoÂści orbitalu (orbital to przestrzeĂą w ktĂłrej istnieje najwiĂŞksze prawdopodobieĂąstwo znalezienia elektronu). Liczba ta moÂże przyjmowaĂŚ tylko wartoÂści caÂłkowite dodatnie (n Є N \ {0}). Zakaz Pauliego W mechanice kwantowej obrazem elektronu jest fala*. W kawaÂłku metalu (weÂźmy dla uproszczenia prostopadÂłoÂścian) stany elektronu, do ktĂłrych odnosi siĂŞ zakaz Pauliego, moÂżna wybraĂŚ w postaci fal stojÂących. Liczby kwantowe, bĂŞdÂą numerowaĂŚ te fale, liczÂąc ich wĂŞzÂły w kaÂżdym z trzech kierunkĂłw, podobnie, jak moÂżna numerowaĂŚ moÂżliwe drgania struny gitary. Im krĂłtsza fala, tym wiĂŞksza jej czĂŞstoœÌ f, a wiĂŞc i energia E elektronu**. Wszystkie moÂżliwe energie elektronĂłw przewodzenia w metalu sÂą gĂŞsto rozmieszczone w przedziale zwanym pasmem przewodnictwa. Aby speÂłniĂŚ zakaz Pauliego, elektrony w metalu zajmujÂą stany od najniÂższych energii aÂż do wartoÂści zwanej poziomem Fermiego. WiĂŞcej znajdziesz tu: http://www.fizyka.umk.pl/~bezet/pdf/en_ferm.pdf http://library.thinkquest.org/28383/nowe_teksty/html/2_18.html http://pl.wikibooks.org/wiki/Chemia_dla_liceum/Chemia_kwantowa/Liczby_kwantowe http://ifd.fuw.edu.pl/index.php?option=com_content&task=view&id=242&Itemid=368 |