0000019 (18)

przyjmować n różnych wartości: 7 = 0, 1, 2, ... («—1), oraz liczba kwantowa magnetyczna m, o (2/-hi) różnych wartościach: m_; = 0, ±1, ±2, ... ±/. Każdemu stanowi energii odpowiada więc n- różnych funkcji falowych i tyleż różnych postaci chmury elektronowej. Dla n = 1 jest / = 0, oraz di, = 0, chmura elektronowa ma kształt kulisty, przedstawiony na ryc. 1.8; prawdopodobieństwo znalezienia elektronu jest zależne tylko od odległości r elektronu od jądra (ryc. 1.7), natomiast nie zależy od kierunku. Dla ;/ = 2 może być albo / = 0, albo / = 1. Dla 1 = 0 także di, = 0, chmura elektronowa ma także symetrię sferyczną podobną do ryc. 1.8 (o innym promieniu maksimum prawdopodobieństwa). Dla 7 = 1 istnieją trzy możliwości dla    0, di, = — 1, m,= |-1. Dla

m, = 0 (przy /= 1) chmurę elektronową można przedstawić ryc. 1.9, odcinek O A wyraża prawdopodobieństwo znalezienia elektronu w kierunku określonym kątem 1>. Wartościom di, — —li m, = 4 1 odpowiadają inne ustawienia chmury elektronowej w przestrzeni, co ilustruje ryc. 1.10. Stan określony trzema liczbami kwantowymi w, I, di, nazywa się często orbitalem. W zależności od wartości / orbitale oznacza się odpowiednio literami: 1 = 0 orbital s, 7 = 1 orbitale p, I — 2 orbitale cl, 1=3 orbitale/, / — 4 orbitale g. Orbita K, n = 1 może być zrealizowana na jeden sposób: 1 = 0. orbital s, symetria sferyczna. Orbita L. n = 2 może być zrealizowana na 4 sposoby: dla 1 = 0 orbital s sferyczny, dla 7— 1 trzy orbitale p, w zależności od liczby di,.

Liczby kwantowe / i m, mają szczególny sens fizyczny. Elektron poruszający się w polu jądra ma moment pędu L. Według wymagań mechaniki kwantowej ten moment pędu może przyjmować tylko skwantowane wartości zgodnie z zależnością

L = '//(/TT) h    1.22

gdzie /i --. Tej samej wartości energii mogą więc odpowiadać różne wartości mo-

2 71

mentu pędu. Na przykład dla n = 1, / = 0 jest L = 0, elektron w stanic s nie ma momentu pędu. Natomiast dla n = 2 może być 1 = 0, czyli moment pędu jest zerem albo 7=1, stan p wtedy L = h. Dla stanu d, 1 = 2 moment pędu byłby

L = %/2(24-1) h = V6 h

m=0

m=-1

Ryc. I.I0. Trzy możliwości przestrzennego ustawienia orbitali p.

25