Số Lượng Tử Spin | Vũ Vũ (LIFES IN LIBRARY)

Các số lượng tử đặc trưng cho sự chuyển động của các e không những trong nguyên tử hydro mà còn trong các nguyên tử khác bất kì. Những đặc trưng này rất quan trọng để hiểu biết tính chất của các chất và bản chất của liên kết hóa học. Có bốn số lượng tử chính.

Thứ nhất là số lượng tử chính n. n có thể có giá trị nguyên dương 1,2,3,…,∞ và ứng với các số ấy là các kí tự K,L,M,…Theo cơ lượng tử, giá trị n cho chúng ta biết năng lượng của electron trong nguyên tử. Năng lượng của electron trong nguyên tử hydro chỉ phụ thuộc vào số lượng tử chính n với hệ thức:

Đồng thời, n còn cho chúng ta biết khoảng cách trung bình từ vị trí electron tới hạt nhân. Khoảng cách này sẽ đặc trưng cho đám mây electron. Ngoài ra, n còn cho biết số loại mặt nút của orbital. Thí dụ, n = 2 có hai loại mặt nút. Từ đó người ta chia mặt nút ra làm hai loại, một loại là qua tâm, loại còn lại ko qua tâm.

Thứ hai là số lượng tử phụ l – quyết định giá trị momen động lượng orbital của electron – nhận các giá trị từ 0,1,2,…,(n – 1). Nếu gọi M là momen động lượng orbital của e, ta có công thức liên hệ:

Khi biết l, chúng ta sẽ biết được hình dạng hình học đám mây electron. Ví dụ khi l = 0, mây có dạng hình cầu; l = 1, mây có dạng hình số 8;…Bên cạnh đó, l còn cho chúng ta biết phân lớp orbital và số mặt nút của hàm sóng đi qua hạt nhân.

Thứ ba là số lượng tử từ m – giá trị đặc trưng cho phương orbital. Ứng với cùng giá trị l, ta có 2l + 1 phương khác nhau và m nhận các giá trị . Nói các khác m là định hướng không gian của electron.

Cuối cùng là số lượng tử spin. Trước tiên, ta cần hiểu “spin là gì?” Spin chính là sự xoắn, sự quay quanh trục của mình. Spin của electron có được nhờ momen động lượng vốn có. Nhờ thuyết tương đối Einstein, phương trình Schrodinger trở thành phương trình tương đối hóa. Giải phư[ng trình này người ta thu được hệ thức xác định momen spin của electron. s nhận các giá trị  và nó quy định chiều chuyển động của electron.

Tóm lại tổ hợp 4 số lượng tử n, l, m, s mô tả đầy đủ sợ chuyển động của electron trong nguyên tử. Nó là điều kiện cần và đủ để mô tả trạng thái của electron.