Número quàntic principal

En mecànica quàntica, el número quàntic principal (simbolisat n ) és un dels quatre números quàntics assignats a cada electró en un àtom per a descriure l'estat d'eixe electró. Els seus valors són número natural (a partir d'1 ) lo que ho convertix en una variable discreta.

A banda del número quàntic principal, els atres números quàntics per a descriure l'estat quàntic d'un electró són el número quàntic assimutal ℓ , el número quàntic magnètic m_l i el número quàntic d'espin s.

Aspectes generals

A mida que el valor de n aumenta, l'electró també té una energia més alta i, per lo tant, està menys unit al núcleu. Per a un n més alt, l'electró està més llunt del núcleu, en promig. Per a cada valor de n hi ha n valores ℓ (assimutals) acceptats que van de 0 a n- 1 inclusivament, per lo tant, els estats de n electrons més alts són més numerosos. Tenint en conte dos estats d'espin, cada capa n pot acomodar fins a 2n² electrons.

En el model simple d'un electró que es descriu a continuació, l'energia total d'un electró és una funció quadràtica inversa negativa del número quàntic principal n, lo que conduïx a nivells d'energia degenerados per a cada n > 1. En sistemes més complexos, els que tenen forces distintes de la força de Coulomb del núcleu-electró, estos nivells es dividixen. Per a àtoms multielectrónicos, esta divisió dona com a resultat "subcapas" parametrizadas per ℓ. La descripció dels nivells d'energia basada solament en n es torna gradualment inadequada per a número atómico a partir del 5 (bor) i falla per complet per al potassi (Z = 19) i número de Z majors.

Història

El número quàntic principal es va crear per primera volta per al seu us en el model semiclásico de Bohr de l'àtom, distinguint entre diferents nivells d'energia. En el desenroll de la mecànica quàntica moderna, el model simple de Bohr va ser reemplaçat per una teoria més complexa dels orbitales atòmics. No obstant, la teoria moderna encara requerix el número quàntic principal.

Vore també

• Física de partícules
• Partícula elemental
• Model estàndar de la física de partícules
• Principi d'exclusió de Pauli
• Notació de Siegbahn
• Constant d'acoplament

Bibliografia

• Andrade i Silva, J.; Lochak, Georges (1969). Els quants, Edicions Guadarrama. ISBN 978-84-250-3040-6.
• Otero Carvajal, Luis Enrique: "Einstein i la revolució científica del sigle XX" Quaderns d'Història Contemporànea, n.º 27, 2005, INSS 0214-400-X
• Otero Carvajal, Luis Enrique: "La teoria quàntica i la discontinuïtat en la física", Llindar, Facultat d'Estudis Generals de l'Universitat de Puerto Rico, recint de Riu Pedres
• (2003) Pearson Education (ed.). Physics of atoms and molecules (en en).
• J. J. Sakurai (2014). Zanichelli (ed.). Meccanica quantistica moderna (en it).
• (EN) B.H. Bransden i C.J. Joachain, Physics of atoms and molecules, Pearson Education, 2003, ISBN 978-05-823-5692-4.

• J. J. Sakurai, Meccanica quantistica moderna, Zanichelli, 2014, ISBN 978-88-082-6656-9.
• L.D. Landau i E.M. Lifshitz, Meccanica quantistica. Teoria senar relativistica, Editori Riuniti, 2004, ISBN 978-88-359-5606-8.
• R. Oerter, La teoria del quasi tutto. Il Modello Standard, il trionfo senar celebrato della fisica moderna, Codice, 2006, ISBN 978-88-757-8062-3.
• (EN) G. t'Hooft, In Search of the Ultimate Building Blocks, Cambridge University Press, 2001, ISBN 978-0-521-57883-7.
• (EN) W. Noel Cottingham i Derek A. Greenwood, An Introduction to the Standard Model of Particle Physics, Londra, Cambridge University Press, 1999, ISBN 978-0-521-58832-4.
• (EN) F. Mandl i G. Shaw, Quàntum Field Theory, John Wiley & Sons Inc, 2010, ISBN 0-471-94186-7.
• (EN) Y. Hayato et al.. Search for Proton Decay through p → νK+ in a Large Water Cherenkov Detector. Physical Review Letters 83, 1529 (1999).