Квантове число

Ква́нтове число́ — індекс, який приписується стану квантової системи для його ідентифікації. Здебільшого квантові числа мають додаткове фізичне значення. Фізичний стан може характеризуватися не одним, а кількома квантовими числами. Натуральне число, що характеризує певний стан квантової системи: енергію, форму або орієнтацію орбіталі, спін частинки. Може бути додатним або від'ємним, цілим або напівцілим числом (у випадку спіну).

Квантове число
Досліджується в	квантова фізика і квантова механіка
Розмірність	${\displaystyle 1}$
Символ величини (LaTeX)	${\displaystyle N}$, ${\displaystyle L}$, ${\displaystyle M}$, ${\displaystyle j}$, ${\displaystyle s}$ і ${\displaystyle F}$
Описано за адресою	chem.libretexts.org/Bookshelves/Physical_and_Theoretical_Chemistry_Textbook_Maps/Supplemental_Modules_(Physical_and_Theoretical_Chemistry)/Quantum_Mechanics/10%3A_Multi-electron_Atoms/Quantum_Numbers_for_Atoms chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/ch6/quantum.html khanacademy.org/science/chemistry/atomic-structure-and-properties/orbitals-and-electrons/v/quantum-numbers web.archive.org/web/20230612053514/https://web.fscj.edu/Milczanowski/psc/lect/Ch8/slide9.htm phys.libretexts.org/Bookshelves/College_Physics/College_Physics_1e_(OpenStax)/30%3A_Atomic_Physics/30.08%3A_Quantum_Numbers_and_Rules home.miracosta.edu/dlr/qnum.htm chem.libretexts.org/Courses/Northern_Michigan_University/CH_215%3A_Chemistry_of_the_Elements_Fall_2023/01%3A_Atoms_and_Electronic_Structure/1.02%3A_Quantum_Numbers aklectures.com/lecture/quantum-numbers-and-electron-configuration/principal-azimuthal-magnetic-and-spin-quantum-numbers
Рекомендована одиниця вимірювання	1[1]

Приклади та класифікація

Стан електронів у елементарному атомі водню визначається чотирма квантовими числами:

• Головним (n), що дорівнює кількості енергетичних рівнів в атомі, вказує на можливості запасти енергію. Можливі 7 енергетичних рівнів, від 1 до 7. Співвідноситься з періодом у таблиці хімічних елементів.
• Орбітальним (l), що вказує на кількість можливих енергетичних підрівнів і форму електронних орбіталей. l=0, 1, 2, ... (n-1). Можливі 5 форм орбіталей: s, p, d, f, g.
• Магнітним (m), що вказує на кількість енергетичних комірок на кожному енергетичному підрівні. m=-l, ... 0, ... +l; m=2l+l
• Спіновим (s), що вказує на внутрішню симетрію електронів в кожній комірці (напрямок обертання). Може приймати значення +1/2 та -1/2.

У кристалічному твердому тілі одноелектронні стани характеризуються такими квантовими числами:

• номером зони
• квазіімпульсом
• спіном

Правила відбору і закони збереження

У фізичних процесах квантові системи переходять із одного стану в інший. При цьому квантові числа змінюються. Проте, існують обмеження на зміну квантових чисел, які в атомній фізиці називають правилами відбору.

Відповідно, елементарні частинки у фізиці елементарних частинок характеризують певними квантовими числами: парністю, ароматами тощо. Обмеження на зміни цих квантових чисел у різноманітних процесах накладають закони збереження.

Див. також

• Стаціонарне рівняння Шредінгера
• Власне значення
• Азимутальне квантове число
• Повне квантове число

Джерела

• Білий М. У., Охріменко Б. А. Атомна фізика. — К. : Знання, 2009. — 559 с.
• Федорченко А. М. Квантова механіка, термодинаміка і статистична фізика // Теоретична фізика. — К. : Вища школа, 1993. — Т. 2. — 415 с.
• Юхновський І. Р. Основи квантової механіки. — К. : Либідь, 2002. — 392 с.