Bài Tập Về Số Lượng Tử

     

các số lượng tử là những biểu lộ trạng thái tích điện được phép cho những hạt. Trong hóa học, chúng được sử dụng đặc trưng cho electron phía bên trong các nguyên tử, trả sử rằng hành 1art.vn của chúng là sóng đứng thay vì khung người hình cầu xoay quanh hạt nhân.Bạn vẫn xem: bài xích tập về số lượng tử bao gồm lời giải

Khi coi electron là sóng đứng, nó chỉ rất có thể có các dao động cụ thể và không dao động; nói biện pháp khác tức là mức năng lượng của khách hàng được lượng tử hóa. Do đó, electron chỉ có thể chiếm đông đảo vị trí được đặc trưng bởi một phương trình điện thoại tư vấn là hàm sóng cha chiều.

Bạn đang xem: Bài tập về số lượng tử


*

Các phương án thu được từ bỏ phương trình sóng Schrödinger khớp ứng với các vị trí rõ ràng trong không gian mà qua đó các electron đi qua bên phía trong hạt nhân: quỹ đạo. Trường đoản cú đây, cũng chú ý thành phần không khẳng định của electron, tín đồ ta hiểu rằng chỉ vào quỹ đạo new có tỷ lệ tìm thấy nó.

Nhưng các con số tử đến electron phân phát huy nghỉ ngơi đâu? Các con số tử khẳng định các quánh tính tích điện của từng tiến trình và vì đó, trạng thái của những electron. Cực hiếm của nó dựa trên cơ học tập lượng tử, những phép đo lường học gần đúng và các phép tính sấp xỉ được tạo ra từ nguyên tử hydro.

Do đó, con số tử giành được một loạt các giá trị được khẳng định trước. Nhóm bọn chúng giúp khẳng định các hành trình mà qua đó một electron rõ ràng đi qua, từ đó biểu hiện mức tích điện của nguyên tử; và quanh đó ra, cấu hình điện tử phân biệt toàn bộ các yếu tố.

Hình trên cho thấy một minh họa nghệ thuật của các nguyên tử. Mặc dù hơi cách điệu một chút, trung tâm của các nguyên tử có tỷ lệ điện tử lớn hơn các cạnh của chúng. Điều này tức là khi khoảng cách từ hạt nhân tăng lên, phần trăm tìm thấy electron càng thấp.

Ngoài ra, bao hàm vùng trong đám mây đó, nơi tỷ lệ tìm thấy electron bằng không, tức thị có những nút trong quỹ đạo. Số lượng tử thay mặt đại diện cho một cách dễ dàng và đơn giản để hiểu những quỹ đạo với nơi thông số kỹ thuật điện tử cho từ.

Chỉ số

1 số lượng tử trong hóa học là gì và?1.1 số lượng tử chính1.2 phương vị lượng tử, lượng tử góc hoặc thiết bị cấp1.3 con số tử từ1.4 số lượng tử của spin2 bài xích tập đang giải2.1 bài xích tập 12.2 bài bác tập 22.3 bài bác tập 32.4 bài bác tập 42.5 bài bác tập 52.6 bài tập 63 tư liệu tham khảo

Số lượng tử trong chất hóa học là gì và?

Số lượng tử xác định vị trí của bất kỳ hạt. Đối cùng với trường đúng theo của electron, họ biểu thị trạng thái năng lượng của nó, và bởi đó, nó là quỹ đạo nào. Không phải tất cả các quỹ đạo đều phải sở hữu sẵn cho tất cả các nguyên tử cùng chúng cần tuân theo số lượng tử chính n.

Số lượng tử chính

Nó xác định mức năng lượng chính của quỹ đạo, vày vậy tất cả các hành trình thấp rộng phải điều chỉnh theo nó, cũng như các electron của nó. Số lượng này tỷ lệ thuận với kích thước của nguyên tử, cũng chính vì ở khoảng cách càng xa phân tử nhân (bán kính nguyên tử càng lớn), tích điện mà các electron phải để di chuyển hẳn sang các không khí này càng lớn.

Những quý giá nào nó rất có thể mất? n? những số nguyên (1, 2, 3, 4, ...), là những giá trị được phép của chúng. Mặc dù nhiên, phiên bản thân nó không cung ứng đủ thông tin để xác định quỹ đạo, nhưng chỉ có kích cỡ của nó. Để mô tả cụ thể các quỹ đạo, các bạn cần tối thiểu hai con số tử ngã sung.

Phương vị lượng tử, góc hoặc máy cấp

Nó được cam kết hiệu bằng vần âm tôi, với nhờ bao gồm nó, quỹ đạo giành được hình dạng xác định. Từ con số tử chủ yếu n, Số đồ vật hai này còn có giá trị gì? vày nó là dòng thứ hai, nó được định nghĩa vì chưng (n-1) lên đến mức không. Ví dụ, nếu n bởi 7, tôi đó là sau đó (7-1 = 6). Cùng phạm 1art.vn giá chỉ trị của nó là: 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0.

Thậm chí đặc biệt quan trọng hơn các giá trị của tôi, là những chữ dòng (s, p, d, f, g, h, i ...) được liên kết với chúng. Những vần âm này chỉ ra rằng hình dạng của những quỹ đạo: s, hình cầu; p, trọng lượng hoặc quan hệ; d, lá của cây đinh hương; cùng v.v. Với những quỹ đạo khác, được thiết kế quá phức tạp để hoàn toàn có thể liên kết với bất kỳ hình nào.

Tiện ích của tôi mang lại đến hiện giờ Các tiến trình này với các dạng riêng rẽ của bọn chúng và cân xứng với những xấp xỉ của hàm sóng tương ứng với các lớp con của mức tích điện chính.

Từ đây, một quỹ đạo 7s chỉ ra rằng nó là một lớp bé hình ước ở cấp cho 7, trong khi quỹ đạo 7p chỉ vào một cái khác có hình dạng như một quả tạ mà lại ở thuộc mức năng lượng. Mặc dù nhiên, không có hai con số tử như thế nào vẫn mô tả đúng mực "nơi sinh sống xác suất" của electron.

Số lượng tử từ

Các quả ước là nhất quán trong không gian, mặc dù chúng được xoay cực kỳ nhiều, nhưng lại điều tương tự không đúng với "trọng lượng" hoặc "lá cỏ cha lá". Đây là nơi mà con số tử từ tính phát huy công dụng ml, trong những số ấy mô tả sự định hướng không gian của quy trình trên trục Cartesian tía chiều.

Như vừa giải thích, ml phụ thuộc vào số lượng tử máy cấp. Vị đó, để xác định các cực hiếm được phép của nó, khoảng thời gian phải được 1art.vnết (-tôi, 0, +tôi) và dứt từng mẫu một, từ trên đầu này đến đầu kia.

Ví dụ: vào 7p, p. Tương ứng cùng với tôi= 1, thế nào cho ml là (-1, hoặc, +1). Vì vì sao này nhưng có bố quỹ đạo p. (px, pvà cùng pz).

Một cách trực tiếp để tính tổng thể ml đang áp dụng công thức 2tôi + 1. Vày vậy, giả dụ tôi= 2, 2 (2) + 1 = 5 và như tôi bởi 2 tương xứng với quỹ đạo d, cho nên vì thế có năm hành trình d.

Ngoài ra, gồm một bí quyết khác nhằm tính toàn bô ml cho một mức lượng tử chủ yếu n (đó là bỏ lỡ tôi): n2. Vâng n bởi 7, lúc ấy tổng số quỹ đạo (bất kể hình thức của chúng là gì) là 49.

Số lượng tử của spin

Nhờ những đóng góp của Paul A. M. Dirac, số sau cùng trong bốn con số tử đang thu được, mà hiện giờ đề cập ví dụ đến một điện tử chứ chưa hẳn quỹ đạo của nó. Theo nguyên tắc thải trừ Pauli, hai electron không thể tất cả cùng con số tử và sự khác hoàn toàn giữa chúng lâm vào cảnh thời điểm quay, ms.

Các dự kiến được thực hiện cho số lượng quỹ đạo nguyên tử cùng xác xác định trí không khí của electron là sóng đứng, đang được chứng thực bằng thực nghiệm với dẫn chứng quang phổ.

Xem thêm: Cách Khắc Phục Lỗi 4E Máy Giặt Samsung Từ A Đến Z, Máy Giặt Samsung Báo Lỗi 4E Là Gì

Bài tập đang giải quyết

Bài tập 1

Quỹ đạo 1s của nguyên tử hydro có ngoài mặt gì và các số lượng tử diễn tả electron đơn nhất của nó là gì?

Đầu tiên, s bộc lộ số lượng tử thứ cung cấp tôi, có bản thiết kế là hình cầu. Bởi vì s khớp ứng với một quý hiếm của tôi bằng 0 (s-0, p-1, d-2, v.v.), con số trạng thái ml là: 2tôi + 1, 2 (0) + 1 = 1. Tức là có 1 quỹ đạo khớp ứng với lớp bé tôi, và có giá trị là 0 (-tôi, 0, +tôi, tuy nhiên tôi là 0 chính vì đó là lớp con.

Do đó, nó bao gồm quỹ đạo 1s tốt nhất với kim chỉ nan độc đáo trong không gian. Tại sao? bởi vì nó là một hình cầu.

Spin của electron chính là gì? Theo phép tắc của Hund, nó nên được kim chỉ nan là +1/2, vì đây là nơi thứ nhất chiếm quỹ đạo. Vày đó, bốn số lượng tử đến electron 1s1 (cấu hình điện tử của hydro) là: (1, 0, 0, +1/2).

Bài tập 2

Các lớp con sẽ tiến hành dự con kiến ​​cho cung cấp 5, tương tự như số lượng quy trình là gì?

Giải quyết bằng cách chậm, khi n= 5, tôi= (n-1) = 4. Vị đó, công ty chúng tôi có 4 lớp nhỏ (0, 1, 2, 3, 4). Từng lớp con khớp ứng với một giá bán trị khác biệt của tôi và có giá trị riêng của nó là ml. Nếu số lượng quỹ đạo được xác định trước, thì nó đang đủ nhằm nhân đôi nó để sở hữu được con số điện tử.

Các lớp con có sẵn là s, p, d, f cùng g; do đó, 5s, 5p, 5d, 5d cùng 5g. Cùng quỹ đạo khớp ứng của nó được mang đến bởi khoảng tầm (-tôi, 0, +tôi):

(0)

(-1, 0, +1)

(-2, -1, 0, +1, +2)

(-3, -2, -1, 0, +1, +2, +3)

(-4, -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4)

Ba con số tử đầu tiên là đủ để kết thúc 1art.vnệc khẳng định quỹ đạo; với vì nguyên nhân đó các tiểu bang chọn cái tên ml như vậy.

Để tính con số quỹ đạo cho cấp 5 (không đề nghị tổng số nguyên tử), sẽ áp dụng công thức 2tôi + 1 cho mỗi hàng của kim tự tháp:

2 (0) + 1 = 1

2 (1) + 1 = 3

2 (2) + 1 = 5

2 (3) + 1 = 7

2 (4) + 1 = 9

Lưu ý rằng kết quả cũng có thể thu được đối kháng giản bằng phương pháp đếm các số nguyên của kim từ tháp. Con số quỹ đạo sau đó là tổng của chúng (1 + 3 + 5 + 7 + 9 = 25 quỹ đạo).

Cách nhanh

Tính toán trên hoàn toàn có thể được triển khai theo cách trực tiếp rộng nhiều. Tổng số electron trong một lớp tương quan đến công suất điện tử của chính nó và có thể được tính theo công thức 2n2.

Vì vậy, đối với bài tập 2 các bạn có: 2 (5)2= 50 vày đó, lớp 5 bao gồm 50 electron và vì chỉ hoàn toàn có thể có nhị electron trên quỹ đạo, nên bao gồm (50/2) 25 quỹ đạo.

Bài tập 3

Là sự mãi sau của quỹ đạo 2d hoặc 3f tất cả khả năng? Giải thích.

Các lớp bé d cùng f có con số tử chủ yếu 2 với 3. Để biết chúng gồm sẵn xuất xắc không, nó bắt buộc được xác minh nếu các giá trị nói nằm trong khoảng (0, ..., n-1) cho con số tử thứ cấp. Kể từ khi n là 2 cho 2d và 3 cho 3f, những khoảng của nó mang đến tôi là: (0,1) với (0, 1, 2).

Từ chúng có thể thấy rằng 2 không nhập (0, 1) cũng không 3 vào (0, 1, 2). Vì chưng đó, các quỹ đạo 2 chiều và 3f ko được phép sử dụng tích điện và không tồn tại điện tử nào có thể đi qua vùng không gian được xác minh bởi chúng.

Điều này tức là các thành phần trong tiến trình thứ hai của bảng tuần hoàn cần thiết tạo thành nhiều hơn thế bốn liên kết, trong những khi các phần tử thuộc tiến trình 3 trở đi hoàn toàn có thể làm bởi thế trong phần không ngừng mở rộng lớp hóa trị.

Bài tập 4

Quỹ đạo nào tương xứng với hai con số tử sau: n = 3 và l = 1?

Như n= 3, nhiều người đang ở lớp 3 với tôi= 1 thể hiện quỹ đạo phường Do đó, đơn giản dễ dàng là quỹ đạo tương ứng với 3p. Nhưng mà có bố quỹ đạo p, vày vậy các bạn sẽ cần số lượng tử từ bỏ tính ml để khác nhau giữa họ một quỹ đạo cầm cố thể.

Bài tập 5

Mối quan hệ giữa số lượng tử, cấu hình điện tử cùng bảng tuần trả là gì? Giải thích.

Bởi vì số lượng tử diễn đạt mức năng lượng của các electron, bọn chúng cũng huyết lộ thực chất điện tử của những nguyên tử. Các nguyên tử, sau đó, được bố trí trong bảng tuần trả theo số lượng proton (Z) với electron của chúng.

Các nhóm của bảng tuần hoàn share các đặc điểm có cùng số electron hóa trị, vào khi các chu kỳ phản ảnh mức tích điện trong đó các electron nói được tìm thấy. Và con số tử nào xác minh mức năng lượng? Chính, n. Tác dụng là, n bởi với thời gian chiếm giữ vì một nguyên tử của yếu tố hóa học.

Ngoài ra, từ các con số tử thu được các quỹ đạo mà sau khi được mua hàng với quy tắc xây đắp Aufbau, có tác dụng phát sinh cấu hình điện tử. Vày đó, số lượng tử được tìm thấy trong cấu hình điện tử với ngược lại.

Ví dụ: cấu hình điện tử 1s2 nó chỉ ra rằng gồm hai electron trong một tấm con, của một quỹ đạo 1-1 và sinh hoạt lớp 1. Cấu hình này tương xứng với nguyên tử helium cùng hai electron của nó có thể được phân biệt bằng phương pháp sử dụng con số tử của spin; một cái sẽ có mức giá trị +1/2 và cái kia là -1/2.

Bài tập 6

Các số lượng tử mang đến lớp con 2p là gì4 của nguyên tử oxy?

Có tư electron (số 4 trên p). Họ phần lớn ở cấp độ n bởi 2, chỉ chiếm lớp con tôi bởi 1 (các quỹ đạo bao gồm dạng cân). Ở đó, những electron share hai con số tử đầu tiên, dẫu vậy chúng không giống nhau ở nhị số còn lại.

Như tôi nó như là nhau 1, ml lấy những giá trị (-1, 0, +1). Do đó, có tía quỹ đạo. Bao gồm tính mang lại quy tắc lấp đầy hành trình của Hund, sẽ sở hữu một cặp electron cùng hai trong những chúng ko ghép song (↓).

Xem thêm: #1 Cách Nấu Nước Bún Thịt Heo Nước Trong, Thịt Mềm, 3 Cách Nấu Bún Thịt Heo Thơm Ngon Làm Món Ăn Sáng

Electron đầu tiên (từ trái sang nên của mũi tên) sẽ sở hữu được các số lượng tử sau:

(2, 1, -1, +1/2)

Hai loại còn lại

(2, 1, -1, -1/2)

(2, 1, 0, +1/2)

Và đối với electron trong hành trình 2p cuối cùng, mũi tên ở mặt phải

(2, 1, +1, +1/2)

Lưu ý rằng tứ electron chia sẻ hai số lượng tử đầu tiên. Chỉ tất cả electron đầu tiên và vật dụng hai chia sẻ số lượng tử ml (-1), bởi chúng được ghép trong và một quỹ đạo.

Tài liệu tham khảo

Whites, Da1art.vns, Peck & Stanley. Hóa học (Tái phiên bản lần đồ vật 8). Tiếp thu kiến thức CENGAGE, trang 194-198.Số lượng tử và cấu hình điện tử. (s.f.) lấy từ: chemed.chem.purdue.eduHóa học tập LibreTexts. (Ngày 25 mon 3 năm 2017). Con số tử. Mang từ: chem.libretexts.orgHelmenstine M. A. Tiến sĩ (Ngày 26 tháng 4 năm 2018). Số lượng tử: Định nghĩa. đem từ: thinkco.comCác quy trình và câu hỏi số lượng tử thực hành. mang từ: utdallas.eduHóa chất (s.f.). Vấn đề số lượng tử. Rước từ: chemteam.info