Орбитальное квантовое число 0 1 2 3 4

Каждому значению l соответствует орбиталь особой формы, например s-орбиталь имеет сферическую форму, р-орбиталь – гантель.

В одной и той же оболочке энергия подуровней возрастает в ряду Es < Ep < Ed < Ef < Eg. В первой оболочке (n = 1) может быть одна s-; во второй (n = 2) две s- и р-, в третьей (n = 3) s-, р- и d-, в четвертой (n = 4) s-, р-, d- и f- подоболочки и т. д.

Магнитное квантовое число (ml) характеризует ориентацию орбиталей в пространстве относительно внешнего магнитного или электрического поля и их максимального количества для подуровней. В отсутствие внешнего магнитного поля все орбитали одного подуровня имеют одинаковое значение энергии. Величина ml принимает целочисленные значения от –l до +l, включая ноль, и меняется скачкообразно. Это означает, что для каждой формы орбитали существует (2l + 1), энергетически равноценных ориентации в пространстве.

Так при l = 0 ml = 0 – это s-подоболочка, имеющая одну орбиталь шарообразной формы; при l = 1 ml = -1; 0; +1 – это p-подоболочка, имеющая три оболочки гантелеобразной формы (рис. 1); при l = 2 ml = -2; -1; 0; +1; +2 – это d-подоболочка, имеющая пять орбиталей сложной конфигурации, а при l = 3 ml = -3; -2; -1; 0; +1; +2; +3 это f-подоболочка, имеющая семь орбиталей сложной конфигурации. Таким образом, на s-подуровне – одна, на p-подуровне – три, на d- подуровне – пять, на f-подуровне – 7 орбиталей.

Спиновое квантовое число (ms) характеризует механический момент движения электронов и имеет два значения +1/2 и –1/2, соответствующие противоположным направлениям вращения. Электроны с разными спинами обычно обозначаются противоположно направленными стрелками ↑ ↓. Каждая электронная орбиталь в атоме (или атомная орбиталь (АО)) характеризуется тремя квантовыми числами: n, l и ml. Общие число атомных орбиталей в оболочках равно n2. Условно атомную орбиталь обозначают в виде клеточки. Состояние электрона в атоме полностью характеризуется четырьмя квантовыми числами n, l, ml, и ms.

 

S - орбиталь Три p – орбитали

 

Пять d – орбиталей

 

Рис. 1. Формы электронных облаков