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化学课程中四个量子数怎么理解

发布时间：2025-10-08 | 来源：互联网转载和整理

一、主量子数(n)主量子数是描述核外电子距离核的远近，电子离核由近到远分别用数值n=1；2；3，…有限的整数来表示，而且，主量子数决定了原子轨道能级的高低，n越大，电子的能级越大，能量越高。

n是决定电子能量的主要量子数。n相同，原子轨道能级相同。一个n值表示一个电子层，与各n值相对应的电子层符号如下：n1234567电子层名称第一层第二层第三层第四层第五层第六层第七层电子层符号KLMNOPQ二、角量子数(l )在同一电子层内，电子的能量也有所差别，运动状态也有所不同，即一个电子层还可分为若干个能量稍有差别、原子轨道形状不同的亚层。角量子数 就是用来描述原子轨道或电子云的形态的。 l的数值不同，原子轨道或电子云的形状就不同， l的取值受n的限制，可以取从0到n－1的正整数。n123400，10，1；20，1；2；3每个值代表一个亚层。第一电子层只有一个亚层，第二电子层有两个亚层，以此类推。亚层用光谱符号等表示。角量子数、亚层符号及原子轨道形状的对应关系如下：

1、234亚层符号spdf原子轨道或电子云形状圆球形哑铃形花瓣形花瓣形同一电子层中，随着 的增大，原子轨道能量也依次升高，即Ens＜Enp＜End＜Enf，即在多电子原子中，角量子数与主量子数一起决定电子的能级。每一个 值表示一种形状的电子云。与主量子数决定的电子层间的能量差别相比，角量子数决定的亚层间的能量差要小得多。

三、磁量子数(m)原子轨道不仅有一定的形状，并且还具有不同的空间伸展方向。磁量子数m(就是用来描述原子轨道在空间的伸展方向的)。磁量子数的取值受角量子数的制约，它可取从＋l到－l，包括0在内的整数值， l确定后， m可有2 ＋1个值。当l=0时，m=0，即s轨道只有1种空间取向；当l=1时，m=＋1、0、—1，即p轨道有3种空间取向；当l=2时，m=＋2、＋1、0、—1、—2，即d轨道有5种空间取向。通常把n、l、m都确定的电子运动状态称原子轨道，所以s亚层只有一个原子轨道，p亚层有3个原子轨道，d亚层有5个原子轨道， f亚层有7个原子轨道。磁量子数不影响原子轨道的能量，n、l都相同的几个原子轨道能量是相同的，这样的轨道称等价轨道或简并轨道。例如l相同的3个p轨道、5个d轨道、7个f轨道都是简并轨道。n，l和m的关系见下表。主量子数(n)1234电子层符号KLMN角量子数(l)0010120123电子亚层符号1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f磁量子数(m )0000000000±1±1±1±1±1±1±2±2±2±3亚层轨道数(2l＋1)1131351357电子层轨道数n214916综上所述用n，l和m三个量子数即可决定一个特定原子轨道的大小、形状和伸展方向。

四、自旋量子数( ms)电子除了绕核运动外，还存在自旋运动，描述电子自旋运动的量子数还称为自旋量子数ms，由于电子有两个相反的自旋运动，所以自旋量子数取值为＋1/2、—1/2，符号用“↑”和“↓”表示。知道了四个量子数的意义和它们之间相互联系又相互制约的关系。在四个量子数中，n，l和m三个量子数三个量子数可确定电子的原子轨道；n、l两个量子数可确定电子的能级；n这一个量子数只能确定电子的电子层。