Квантове число

Азимутальні квантове число – це квантове число для атомної орбіталі, яке визначає його орбітальний кутовий момент і описує форму орбіталі. Азимутальні квантове число є другим набором квантових чисел, які описують унікальне стан електрона. Це поняття так само відомо, як квантове число орбітального кутового моменту, орбітальне квантове число або друге квантове число і позначається символом ℓ (вимовляється: ell).

З енергетичними станами електронів атома пов’язані чотири квантових чисел: n, ℓ, mℓ і ms. Вони визначають повне унікальне квантовий стан одного електрона в атомі і складають його хвильову функцію або орбіталь. Хвильова функція рівняння Шредінгера зводиться до трьох рівнянь, які при вирішенні призводять до перших трьох квантовим числам. Тому рівняння для перших трьох квантових чисел взаємопов’язані. Азимутальні квантове число виникло у вирішенні полярної частини хвильового рівняння, як показано нижче. Щоб допомогти зрозуміти цю концепцію азимута, може виявитися корисним розглянути сферичні системи координат і інші альтернативні математичні системи координат, крім декартової системи координат. Зазвичай сферична система координат найкраще працює зі сферичними моделями, циліндричної системою з циліндрами, декартовій із загальними обсягами і т. д.

Для того щоб зрозуміти, що це – азимут, треба усвідомити його математичну природу. Азимутальні квантове число було перенесено з моделі атома Бора та було задано Арнольдом Зоммерфельдом. Модель Бора була отримана з спектроскопічного аналізу атома в поєднанні з моделлю атома Резерфорда. Було виявлено, що самий низький квантовий рівень має момент імпульсу дорівнює нулю. Орбіти з нульовим кутовим моментом розглядалися як осцилюючі заряди в одному вимірі і тому називалися «маятниковими» орбітами. У трьох вимірах орбіти стають сферичними без будь-яких вузлів, які перетинають ядро, подібно (в стан з найменшою енергією) скакалці, яка коливається в одному великому колі.