n,l,m三个量子数的组合方式有何规律?这三个量子数各有何物理意义

如题所述

1、主量子数 n :

物理意义:表征原子轨道几率最大区域离核的远近及能量的高低 。

主量子数是决定轨道能量的主要量子数。同一元素,轨道能量随n增大而增大。

取值是正整数,n=1,2,3,4,...。

n=1,2,3,4,...对应K,L,M,N,O(电子层)每个电子层容纳的电子数为2n2。

2、角量子数 l :

物理意义:表征原子轨道的形状及能量的高低 。

决定电子在空间运动的角动量,以及原子轨道和电子云形状,在多电子原子中与主量子数n共同决定电子能量高低。

对于一定的主量子数n,l的取值0,1,2,3,...,n-1等共n-1个值,对应s、p、d。

3、磁量子数 m :

物理意义:表征原子轨道在空间的伸展方向 。

m的取值为-l...l之间的所有整数:0, ±1, ±2, ±3,..., ±l,共有2l+1个取值。

当l=0时(s轨道),m=0(s电子云呈球形对称分布,没有方向性)

当l=1时(p轨道),m=0,±1,则p轨道在三个方向分别有分量(取向),即p亚层中有三个以x,y,z轴为对称轴的Px,Py,Pz轨道

当l=2时(d轨道),m=0, ±1, ±2,m可以取5个值,则d亚层有5个不同伸展方向的d轨道。

扩展资料

量子数描述量子系统中动力学上各守恒数的值。它们通常按性质地描述原子中电子的各能量,但也会描述其他物理量(如角动量、自旋等)。由于任何量子系统都能有一个或以上的量子数,列出所有可能的量子数是件没有意义的工作。

每一个系统都必须要对系统进行全面分析。任何系统的动力学都由一量子哈密顿算符,H,所描述。系统中有一量子数对应能量,即哈密顿算符的特征值。对每一个算符O而言,还有一个量子数可与哈密顿算符交换(即满足OH=HO这条关系式)。

这些是一个系统中所能有的所有量子数。注意定义量子数的算符O应互相独立。很多时候,能有好几种选择一组互相独立算符的方法。故此,在不同的条件下,可使用不同的量子数组来描述同一个系统。

参考资料来源:百度百科-量子数

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第1个回答  2023-07-21

在量子力学中,n、l和m是描述原子或分子中电子的量子数。

1. n(主量子数):它决定了电子的主要能级或壳层。它的取值范围是正整数(1、2、3...)。主量子数越大,对应的能级越高,电子离原子核越远。

2. l(角量子数):它决定了电子在原子中的轨道形状。它的取值范围是从0到n-1之间的整数。角量子数为0时,对应的轨道称为s轨道;为1时,对应的轨道称为p轨道;为2时,对应的轨道称为d轨道;为3时,对应的轨道称为f轨道,依此类推。

3. m(磁量子数):它决定了电子在轨道中的具体位置。它的取值范围是从-l到l之间的整数,包括0。磁量子数描述了电子在轨道中的空间取向。

组合方式的规律如下:
对于给定的n和l,m的取值范围是从-l到l之间的整数。因此,对于特定的n和l,m的取值个数为2l+1。例如,对于l=0的s轨道,m只能取0,所以只有一个取值;对于l=1的p轨道,m可以取-1、0和1,所以有三个取值。

总结起来,n决定了能级,l决定了轨道形状,m决定了轨道的空间取向。这些量子数描述了电子在原子中的状态和行为,对于理解原子结构和化学性质具有重要意义。

第2个回答  2023-07-25
n、l、m分别是原子的主量子数、角量子数和磁量子数。
1. 主量子数(n):主量子数决定了电子的主要能级和其距离原子核的远近。它的取值范围为正整数(1, 2, 3, ...),且表示电子所处的能级。主量子数越大,能级越高,电子离原子核越远。
2. 角量子数(l):角量子数决定了电子在原子中的轨道形状。它的取值范围与主量子数相关,即从0到(n-1)之间的整数。不同的l值对应不同的轨道形式,如l=0对应s轨道,l=1对应p轨道,l=2对应d轨道,以此类推。
3. 磁量子数(m):磁量子数决定了电子在轨道中的具体位置。它的取值范围是从-l到l之间的整数,包括负数。每个轨道都有对应的磁量子数取值,表示电子在该轨道上的空间定位。
规律:
- 主量子数n决定能级总数。
- 角量子数l决定了轨道的种类和形状,对应于不同的子壳(s、p、d、f等)。
- 磁量子数m决定了一个轨道上不同的电子亚能级,即不同的空间定位。
组合方式:
对于给定的主量子数n和角量子数l,磁量子数m可以取的值有2l+1个。例如,对于l=0的s轨道,m只能取0,对应一个亚能级;对于l=1的p轨道,m可以取-1、0、1,对应三个亚能级。这种组合方式遵循了磁量子数的取值范围和规律。
需要注意的是,以上是针对单电子原子的描述。对于多电子原子,还需要考虑电子之间的相互作用,如电子自旋和角动量耦合等复杂情况。
第3个回答  2023-07-14
n,l,m三个量子数的组合方式是无限多样的,因为它们可以取任意实数值。但是,在实际应用中,我们需要选择一些特定的组合方式来描述不同的物理现象。
n表示主量子数,它决定了原子或分子能级的数量和能量范围。当n=1时,表示只有一个能级;当n=2时,表示有两个能级;以此类推。

l表示角量子数,它决定了电子在原子或分子中运动的方向。取值范围为0到360度,其中0度表示沿z轴方向运动,90度表示绕x轴旋转180度,180度表示绕y轴旋转180度,以此类推。

m表示磁量子数,它决定了电子在原子或分子中磁场的作用方向。取值范围为-l到l,其中-l和l分别对应于沿着磁场方向和垂直于磁场方向的运动。

这三个量子数各具有不同的物理意义:

* n决定了原子或分子能级的总数和能量范围。

* l决定了电子在原子或分子中运动的方向。
* m决定了电子在原子或分子中磁场的作用方向。
第4个回答  2020-09-10
1、
n=1,2,3,4,5…,∞的所有正整数;
当n值一定时,l=0,1,2,3,4,…,(n-1),共有n个;
当l值一定时,m=0,±1,±2,±3,…,±l,共有2l+1个。
2、
n值越大,表示电子离核的平均距离越远;
l值反映波函数的形状;

m值反映波函数在空间的取向。
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