پرسش

با سلام
لطفآ در مورد عدد كوانتایی مغناطیسی توضیح دهید
با تشكر

پاسخ

عدد كوانتومی مغناطیسی، سومین عدد كوانتومی است كه نشان دهنده‌ی تعداد اوربیتالهای تراز فرعی می‌باشد. به این دلیل به این عدد، عدد كوانتومی مغناطیسی گفته می‌شود كه اوربیتالهای هم‌انرژی و هم‌تراز در میدان مغناطیسی به اوربیتالهایی متفاوت تفكیك می‌شوند. البته میدان مغتاطیسی بر اوربیتالهای S اثر ندارند، زیرا اوربیتال S تقارن كروی دارد. اگر چنین اوربیتالی در یك میدان مغتاطیسی بچرخد، هیچ تغییری مشاهده نمی‌شود، زیرا یك كره در تمام جهتها به طور یكسان تحت تاثیر خطوط نیرو قرار می‌گیرد.ولی یك اوربیتال P فاقد تقارن كروی است. هر تراز فرعی P متشكل از سه اوربیتال است كه در سه جهت مختلف قرار گرفته‌اند. این اوربیتالهای P از نظر انرژی برابرند و در غیاب میدان مغناطیسی، نمی‌توان تفاوتی بین الكترونهایی كه این اوربیتالها را اشغال كرده‌اند، قائل شد. ولی اگر در جریان بررسیهای طیفی، منبع تابش نور در یك میدان مغناطیسی قرار گیرد، ملاحظه می‌شود كه بعضی از خطوط طیفی شكافته شده و به چند خط منشعب می‌شود. این اثر با حذف میدان مغناطیسی، محو می‌شود. این مطلب در مورد اوربیتالهای d , f نیز صدق می‌كند، با این تفاوت كه اوربیتالهای هم انرژی d در میدان مغناطیسی به پنج سطح و اوربیتالهای هم انرژی f به هفت سطح شكافته می‌شوند.
مقادیر عدد كوانتومی مغناطیسی (m)برای هر تراز فرعی از رابطه‌ی زیر بدست می‌آید، در این رابطه l دومین عدد كوانتومی است كه نشاندهنده‌ی شكل اوربیتال اتمی است.
m = +l , +( l - 1 ) , + ( l – 2 ) , … 0 , … , - ( l – 2 ) , - ( l – 1 ) , - l

nعدد كوانتومی اصلی است و نشاندهنده‌ی این است كه اتم چند لایه‌ی الكترونی دارد. هر لایه الكترونی بسته به مقدار n ،چند نوع اوربیتال دارد و شكل اوربیتال اتمی توسط مقدار عدد كوانتومی l تعیین می‌شود. مقادیر l از صفر تا n – 1 تغییر می‌كند ، مثلا لایه الكترونی اول كه مقدار n آن یك می‌باشد فقط دارای یك نوع اوربیتال s با مقدار l = 0 می‌باشد، چون n – 1= 1- 1 = 0 می‌شود. لایه الكترونی دوم كه مقدار n آن دو می‌باشد دارای دو نوع اوربیتال s , p با مقادیر l به ترتیب 1 و 0 می‌باشد.چون n – 1 = 2 – 1 = 1 می‌شود و مقادیر l از صفر تا n – 1 می‌شود 0 و 1 . به همین ترتیب لایه الكترونی سوم دارای n = 3 می‌باشد و با توجه به n – 1 = 3 – 1 =2 مقادیر l می‌شود 0 و 1 و 2 . پس این لایه دارای سه نوع اوربیتال s , p , d با مقادیر l به ترتیب 2 و 1 و 0 می‌باشد. لایه‌های بعدی هم به همین ترتیب انواع اوربیتالها افزایش می‌یابد. و اما عدد كوانتومی سوم ml است كه نشاندهنده‌ی جهت‌گیری اوربیتال در فضا است تعداد اوربیتال هم‌سطح و هم‌انرژی در یك تراز فرعی را نشان می‌دهد و مقدار آن در محدوده‌ - - l , 0 , + l تغییر می‌كند. مثلا اوربیتال s كه مقدار l آن صفر است تنها مقدار ml آن نیز صفر می‌باشد ، بدین معنی كه تنها یك اوربیتال هم سطح با ml = 0 در این تراز فرعی داریم. تراز فرعی l = 1 كه مربوط به اوربیتال p است ، دارای مقادیر ml = -1 , 0 , 1 می‌باشد ، بدین معنی كه در این تراز سه اوربیتال هم‌انرژی p وجود دارد كه البته جهت‌گیری آنها در فضا متفاوت است. تراز فرعی l = 2 كه مربوط به اوربیتال d است ، دارای مقادیر ml = -2 , -1 , 0 , +1 , +2 می باشد ، بدین معنی كه در این تراز فرعی 5 اوربیتال هم‌انرژی وجود دارد و به همین ترتیب …. عدد كوانتومی چهارم ms است كه برای توصیف جهت حركت الكترون به دور خودش به كار می‌رود و تنها دو عدد 2/1- و 2/1+ می تواند داشته باشد.
برای كسب اطلاعات بیشتر در زمینه‌ی اعداد كوانتومی می‌توانید به پاسخ تصویری سؤال كد 35011 مراجعه فرمائید.