首页 >
主量子数
✍ dations ◷ 2025-04-25 13:57:56 #主量子数
在原子物理学中,主量子数(英语:principal quantum number)是表示原子轨域的量子数的其中一种(其他还包括角量子数、磁量子数和自旋量子数),用小写拉丁字母
n
{displaystyle displaystyle n}
表示。主量子数只能是正整数值。当主量子数增加时,轨域范围变大,原子的外层电子将处于更高的能量值,因此受到原子核的束缚更小。这是波尔模型引入的唯一一个量子数。根据不同量子数可导致电子有不同能量值,称为能阶,且这些能量值呈离散分布,任两阶之间没有过度变化,故电子在不同能量间跳跃转换时,其能量变化不连续。作为类比,我们可以先想象一个附载电梯的多楼层建筑。这个建筑具有整数的楼层数,电梯只能停在某一层楼,而不能停在两层的中间。此外,电梯只能移动整数个层高(假定电梯正常工作)。我们可以把楼层的层数和主量子数相类比,楼层数或主量子数越大,所具有的势能越大。不过以楼层作类比无法完整呈现电子能阶的独特性质:有一系列量子数涉及原子的能态。四种量子数:主量子数n、角量子数ℓ、磁量子数m以及自旋量子数s共同确定了原子的某个电子所具有的唯一量子态。一个原子中两个电子的四个量子数不可能完全相同,这个规律即泡利不相容原理。通过薛定谔方程的波函数可以推导出前三个量子数。因此,前三个量子数的方程是相互关联的。主量子数通过下面波函数的解的径向部分中获得。薛定谔方程描述了能量特征矢量为对应的实数En,并明确地表示了能量总数。氢原子中电子的束缚能量为:其中,参数n只能取正整数。这里能级的概念和记号沿用了波尔模型。薛定谔方程将波尔模型从二维平面的情况发展到了三位的波函数模型。在波尔模型里,可能的原子轨道缘于量子化(分离)的角动量L的取值,根据下面的方程:这里n取正整数,即主量子数,h为普朗克常数,
ℏ
{displaystyle hbar }
为约化普朗克常数。在量子力学中,由于角动量的大小用角量子数描述,这个公式在量子力学中不正确。但是,能级的数值是精确的,并且经典理论认为他们等于电子动能和势能的和。主量子数n代表每个轨道上电子的相对总能量(因为势能是相对的)以及距离原子核不同距离的能量差值。相同n值所对应的轨道经常被称作原子壳层,对应能量值称为能级。在波的相互作用过程中,能量交换的最小数值总是频率和普朗克常数的乘积。这个性质导致波显示出像粒子那样具有“能量包”(称作“量子”)的性质。不同主量子数n所表示的能级间差值决定了该种元素的发射光谱。原子壳层结构中的主壳层被标示为:主量子数还与径向量子数nr相关联:这里ℓ为角量子数,nr等于径向波函数节点的个数。
相关
- 放射性追踪剂放射性示踪剂(英语:Radioactive tracer),又称放射性标记物(radioactive label),一种化合物,其中的一个或多个原子被替换为放射性同位素(radioisotope),是同位素标记(isotopic labeling)的
- 酯.mw-parser-output ruby.zy{text-align:justify;text-justify:none}.mw-parser-output ruby.zy>rp{user-select:none}.mw-parser-output ruby.zy>rt{font-feature-settings:
- 韵母韵母是一个音节中除声母外的部分。它必须包含响音,一般是元音。由一个元音构成的韵母称为单元音韵母,由多个元音构成的称为复元音韵母。现代标准官话中有13个普通韵母,由五个基
- 徐至展徐至展(1938年12月16日-),生于江苏常州,中国物理学家,中国科学院上海光学精密机械研究所研究员、所学术委员会主任,曾任该所所长。国家“973”计划项目首席科学家、《光学学报》主
- 亨利·詹姆斯亨利·詹姆斯,OM(Henry James,1843年4月15日-1916年2月28日),英国以及美国的作家。他出身于纽约的上层知识分子家庭,父亲老亨利·詹姆斯是著名学者,兄长威廉·詹姆斯是知名的哲学家
- 4-Aminopyridine4-氨基吡啶(4-AP)是一种有机化合物,化学式为C5H6N2。有3种同分异构体,被用作表征钾通道亚型的研究工具,也被用作用于治疗多发性硬化症的一些症状的药物,并且表面上对患有一些疾病
- 来孙孙是指子女的子女,男性称孙儿或孙子,女性称孙女。在父系社会,儿子的子女称为“内孙”或者“孙”,女儿的子女称为“外孙”。而自己的孙或外孙就称自己为祖父母或外祖父母。另外,闽
- 路竹区路竹区(台湾话:.mw-parser-output .sans-serif{font-family:-apple-system,BlinkMacSystemFont,"Segoe UI",Roboto,Lato,"Helvetica Neue",Helvetica,Arial,sans-serif} Lōo-
- 羞辱羞辱是贬抑一个人的自尊、傲气,以达致羞愧、导致谦卑(英语:Humility)的心态、降至卑贱身份或服从(英语:Deference),它是社会地位刚被降低的人所感受到的一种情感。它可以通过恐吓、
- 张景岳张介宾(1563年-1642年),字景岳,又字会卿,别号通一子,会稽山阴(今浙江绍兴)人,明末医学大家。张介宾祖籍四川绵竹。明朝初年,张家因军功而世袭绍兴卫指挥使,“食禄千户” ,故移居会稽城东