量子数：意味と特徴

さまざまな理論が 4 つの量子数を生み出しました。これらの数値は、原子内の電子の特性を説明するために使用されます。量子数には、次の値とプロパティがあります。

主量子数

「 n」で記号化され、原子が持つエネルギー準位を示します。つまり、電子が移動するエネルギー準位です。また、原子核と電子の間のおおよその距離を計算することもできます。同様に、電子が位置する軌道の大きさを認識することができます。この量子数の値は、1 以降の整数です。これまでのところ、最大で 8 つのエネルギー準位を持つ原子のみが知られています。

二次量子数または方位量子数

それは文字 « l » で表され、電子が位置する特定の軌道を示します。また、電子のエネルギー準位も示します。”l” の値は、0、1、2、… -1 までです。軌道も、さまざまな形をしています。それらは次のように分類できます。

• l=0 の場合は「s」。
• l=1 の場合は「p」。
• l=2 の場合は「d」。と
• l = 3 の場合は “f”。

磁気量子数

« m » は磁気量子数であり、角運動量とも呼ばれ、空間における軌道の向きを示します。また、各サブレベルの軌道の数も示します。負の量子数値 “l” (-l)、(0)、または正の二次量子数 (+l) を持つことができます。

スピン量子数

• スピン量子数（またはスピン）は、文字「s」で記号化されます。この数字は、虚軸上の電子の回転方向を示します。小数の値を取ることができます: 1/2 と -1/2。

量子数のその他の特徴

上記の値に加えて、量子数には他の特別な特性もあります。

• それらは電子のエネルギーの位置を示します。
• パウリの原理によれば、同じ原子内の電子は同じ量子数を持つことはできません。
• シュレディンガー理論によれば、量子数の値に応じて、波動方程式の異なる解が得られます。これらの結果により、電子を持つ可能性が高い場所を知ることができます。
• 電子スピン「s」は、電子特有の性質です。これは、量子数で示される独自の角運動量を持っているためです。
• 各エネルギー サブレベルには、1 つまたは複数の軌道が含まれます。各サブレベルのこれらの軌道の数とそれらの空間的方向は、磁気量子数によって決まります。
• 量子数は主に電子を記述するために使用されますが、原子内の陽子と中性子を記述することもできます。

量子数の例

原子の電子を分析し、量子数を適用するために、水素原子を例にとります。つまり、水素（H）に似た、単一の核と単一の電子を持つ原子が使用されます。このタイプの原子には、量子数の値「n」、「l」、および「m」があります。一方、多電子や複数の電子原子では、量子数「s」も追加されます。

別の例は、電子が 2p 軌道にある炭素原子 (C) です。この原子の電子を記述するために使用される 4 つの量子数は次のとおりです。l = 1; m = 1、0、または -1; ys = 1/2。

参考文献

• Lahera Claramonte、J.原子論から量子物理学へ：ボーア。2010 (第 2 版)。スペイン。ニボラ版。
• Wurtz、A.原子理論。2018. スペイン。忘れられた本。
• Gillespie, GT 量子力学入門。2021 年（第 1 版）。スペイン。逆行。