Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 14)

Các số lượng tử

Số lượng tử chính mô tả mức năng lượng của các lớp vỏ electron không phải là cách duy nhất để chúng ta xác định một trạng thái lượng tử nào đó – tức là hàm sóng xác suất – của electron. Ngoài nó ra, còn có những số lượng tử quan trọng khác giúp xác định đặc tính của một electron.

Các electron có một tính chất gọi là spin (s), nó có thể có số lượng tử ½ hoặc – ½. Đồng thời còn có số lượng tử ’phương vị’ (l) mô tả moment động lượng của electron (mặc dù khối lượng của mỗi hạt electron là rất nhỏ, cỡ 9,1.10-31 kg, nhưng nó có khối lượng, và do đó mỗi electron đang quay tròn phải có moment động lượng).

Cuối cùng, số lượng tử ‘từ’ (ml) mô tả các mức năng lượng có mặt trong các ‘lớp vỏ con’ của một lớp vỏ electron cho trước nào đó. Bên trong từ trường, mcòn có thể tạo ra những dịch chuyển khác ở năng lượng electron, liên quan đến một hiện tượng gọi là hiệu ứng Zeeman.

Số lượng tử và các orbital nguyên tử

Các số lượng tử

* Hai electron có thể cùng tồn tại trong một orbital nếu chúng có spin ngược nhau.

Các mức năng lượng electron

Mỗi lớp vỏ electron trong nguyên tử tồn tại ở một mức năng lượng, và electron chuyển động càng xa hạt nhân thì năng lượng mà nó phải có càng lớn. Ngược lại, electron cư trú càng gần hạt nhân, thì năng lượng mà nó cần càng ít.

Ví dụ, xét một nguyên tử argon. Nguyên tử này có 18 electron, vì vậy hoàn toàn lấp đầy các lớp vỏ K, L và M của nó. Các electron trong lớp vỏ K có năng lượng -4408 eV (electron-volt). Dấu trừ được giải thích bởi thực tế thế năng của electron chỉ đạt tới zero khi nó ở cách hạt nhân một khoảng vô hạn, vì thế tất cả các lớp vỏ electron ở gần hạt nhân đều được xét với năng lượng âm. Các electron trong lớp vỏ L có năng lượng -1102 eV và trong lớp vỏ M năng lượng của chúng là -489,78 eV, vì thế khoảng cách đến hạt nhân càng lớn thì mức năng lượng càng cao (càng tiến sát đến zero). Để cho một electron nhảy lên một lớp vỏ cao hơn, nó phải thu năng lượng bằng cách hấp thụ một photon. Ngược lại, khi nhảy xuống từ trạng thái kích thích này, nó phải mất một phần năng lượng bằng cách phát xạ một photon.

Vật liệu huỳnh quang

Vật liệu huỳnh quang phát sáng khi các electron bị kích thích bởi bức xạ năng lượng cao rơi trở lại trạng thái ban đầu của chúng và phát xạ lại những photon có năng lượng thấp hơn.

Vật lí Lượng tử Tốc hành | Gemma Lavender
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

Các số lượng tử

Số lượng tử chính mô tả mức năng lượng của các lớp vỏ electron không phải là cách duy nhất để chúng ta xác định một trạng thái lượng tử nào đó – tức là hàm sóng xác suất – của electron. Ngoài nó ra, còn có những số lượng tử quan trọng khác giúp xác định đặc tính của một electron.

Các electron có một tính chất gọi là spin (s), nó có thể có số lượng tử ½ hoặc – ½. Đồng thời còn có số lượng tử ’phương vị’ (l) mô tả moment động lượng của electron (mặc dù khối lượng của mỗi hạt electron là rất nhỏ, cỡ 9,1.10-31 kg, nhưng nó có khối lượng, và do đó mỗi electron đang quay tròn phải có moment động lượng).

Cuối cùng, số lượng tử ‘từ’ (ml) mô tả các mức năng lượng có mặt trong các ‘lớp vỏ con’ của một lớp vỏ electron cho trước nào đó. Bên trong từ trường, mcòn có thể tạo ra những dịch chuyển khác ở năng lượng electron, liên quan đến một hiện tượng gọi là hiệu ứng Zeeman.

Số lượng tử và các orbital nguyên tử

h

* Hai electron có thể cùng tồn tại trong một orbital nếu chúng có spin ngược nhau.

Các mức năng lượng electron

Mỗi lớp vỏ electron trong nguyên tử tồn tại ở một mức năng lượng, và electron chuyển động càng xa hạt nhân thì năng lượng mà nó phải có càng lớn. Ngược lại, electron cư trú càng gần hạt nhân, thì năng lượng mà nó cần càng ít.

Ví dụ, xét một nguyên tử argon. Nguyên tử này có 18 electron, vì vậy hoàn toàn lấp đầy các lớp vỏ K, L và M của nó. Các electron trong lớp vỏ K có năng lượng -4408 eV (electron-volt). Dấu trừ được giải thích bởi thực tế thế năng của electron chỉ đạt tới zero khi nó ở cách hạt nhân một khoảng vô hạn, vì thế tất cả các lớp vỏ electron ở gần hạt nhân đều được xét với năng lượng âm. Các electron trong lớp vỏ L có năng lượng -1102 eV và trong lớp vỏ M năng lượng của chúng là -489,78 eV, vì thế khoảng cách đến hạt nhân càng lớn thì mức năng lượng càng cao (càng tiến sát đến zero). Để cho một electron nhảy lên một lớp vỏ cao hơn, nó phải thu năng lượng bằng cách hấp thụ một photon. Ngược lại, khi nhảy xuống từ trạng thái kích thích này, nó phải mất một phần năng lượng bằng cách phát xạ một photon.

h

Vật liệu huỳnh quang phát sáng khi các electron bị kích thích bởi bức xạ năng lượng cao rơi trở lại trạng thái ban đầu của chúng và phát xạ lại những photon có năng lượng thấp hơn.

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Tạo bảng điểm online

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Sai lệch 9 phần trăm
10/07/2019
Một sai lệch giữa các phép đo về hằng số Hubble khiến các nhà khoa học phát vấn liệu có điều gì đó không đúng trong hiểu
Vật lí học và chiến tranh - Từ mũi tên đồng đến bom nguyên tử (Phần 44)
10/07/2019
Chương 12 HÊ, NHÌN ĐI… NÓ BAY KÌA! Khí động lực học và những máy bay đầu tiên Không bao lâu sau khi những máy bay đầu tiên
Vật lí học và chiến tranh - Từ mũi tên đồng đến bom nguyên tử (Phần 43)
10/07/2019
SỰ THĂNG BẰNG CỦA VIÊN ĐẠN Như ta đã thấy ở phần trước, yếu tố chính làm thăng bằng một viên đạn là chuyển động
Rốt cuộc hydrogen kim loại đã được tạo ra hay chưa?
09/07/2019
Rất nhiều nhà vật lí trong các năm qua khẳng định rằng họ có thể biến hydrogen thành kim loại bằng cách nén nó cực mạnh,
Trái Đất tử ngoại nhìn từ một đài quan sát trên Mặt Trăng
09/07/2019
Hành tinh nào thế này? Trái Đất đấy. Bức ảnh màu giả này cho thấy Trái Đất trông như thế nào trong miền ánh sáng tử
Một trường hợp phản trực giác trong đó hai điện tích cùng dấu hút nhau
09/07/2019
Khi nói đến điện tích, luôn có một chân lí bất di bất dịch: điện tích trái dấu hút nhau, cùng dấu đẩy nhau. Nhưng trong
Xác định lại các giới hạn của độ chuẩn xác đo lường
09/07/2019
Trong hàng thế kỉ, con người đã và đang mở rộng kiến thức của mình về thế giới thông qua việc đo lường ngày càng chính
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 44)
09/07/2019
Boron Là á kim duy nhất trong một nhóm nếu không đã gồm toàn kim loại, boron là nguyên tố đứng đầu nhưng không tiêu biểu lắm

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com