Состояние электрона в атоме: квантовые числа.
В современной модели атома состояние в нем электрона определяется четырьмя параметрами – квантовыми числами.
n – главное квантовое число,
l – орбитальное квантовое число,
ml – магнитное квантовое число,
ms – спинное квантовое число.
n – соответствует энергетическому уровню (или периоду ПСХЭ).
Главное квантовое число n характеризует энергию и размеры орбитали и электронного облака, принимает значения целых чисел – от 1 до бесконечности (n = 1, 2, 3, 4, 5, 6…). Орбитали, имеющие одинаковые значения n, близки между собой по энергии и по размерам, они образуют один энергетический уровень.
l– соответствует энергетическому подуровню: l = n – 1.
| Если n = 1, | то l = 0 | 0 – это s-подуровень |
| Если n = 2, | то l = 0 l = 1 | 0 – это s-подуровень 1 – это p-подуровень |
| Если n = 3, | то l = 0 l = 1 l = 2 | 0 – это s-подуровень 1 – это p-подуровень 2 – это d-подуровень |
| Если n = 4, | то l = 0 l = 1 l = 2 l = 3 | 0 – это s-подуровень 1 – это p-подуровень 2 – это d-подуровень 3 – это f-подуровень |
Побочное (орбитальное) квантовое число l характеризует формы орбиталей и облаков, принимает значения целых чисел от 0 до n – 1.
ml – соответствует положению электронной орбитали в пространстве на энергетическом подуровне и принимает значения «-», «0», «+».
| 0 (на s-подуровне) | 0 (1 положение в пространстве) |
| 1 (на p-подуровне) | -1,0,+1 (3 положения в пространстве) |
| 2 (на d-подуровне) | -2,-1,0,+1,+2 (5 положений в пространстве) |
| 3 (на f-подуровне) | -3,-2,-1,0,+1,+2,+3 (7 положений в пространстве) |
Магнитное квантовое число ml характеризует ориентацию орбиталей (электронных облаков) в пространстве и принимает значения целых чисел от –l через 0 до +l. Число значений ml определяет число орбиталей на подуровне.
ms – соответствует спину (вращение электрона вокруг своей оси по часовой или против часовой стрелки) и обозначается: +1/2 и -1/2.
Спиновое квантовое число ms, спин (от англ. spin – кружение, вращение) – характеризует вращение электрона вокруг своей оси и принимает только два значения: +1/2 и -1/2. Электрон со спином +1/2 – это первичный на орбитале электрон, условно изображают так:
| ↑ |
; со спином -1/2 – это повторный на орбитале электрон, условно изображают так:
| ↑↓ |
.
Помните: Квантовыми числами описывается только последним поставленный электрон.
l 0 1 2 3
s p d f
 n 4 | -1 | +1 | -2 | -1 | +1 | +2 | -3 | -2 | -1 | +1 | +2 | +3 |
ml
| ↑ | или | ↑↓ | ||||||
| ms | +1/2 | -1/2 | ||||||
| ↑ | ↑ | ↑ | или | ↑↓ | ↑ | ↑ | ||
Примеры:
| По электронной формуле и энергетическим ячейкам | По квантовым числам | |||||||||||||||||||||||||||||||
|
3 s2 3p0 3d0
2s2 2p6
1s2
|  12Mg 3n l0 ml0 ms-1/2   3n l0 3 s2 3p0 3d0
ml0 ms-1/2 | |||||||||||||||||||||||||||||||
|
3 s2 3p2 3d0
2s2 2p6
1s2
| 14Si 3n l1 ml0 ms+1/2  3n l1
3 s2 3p2 3d0
ml0 ms+1/2 |
12Mg 1s22s22p63 s2
↑↓ 
↑ 
Различные состояния электронов в атоме неравноценны, и электронные орбитали заполняются электронами строго определенным образом, подчиняясь следующим основным закономерностям: