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


Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần cuối)
15/01/2019
LỜI BẠT Lucy Hawking Dưới bầu trời xám xịt lạnh lẽo của ngày xuân Cambridge, chúng tôi ngồi trong đoàn xe tang hướng về
Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần 23)
15/01/2019
CHƯƠNG 10 LÀM THẾ NÀO CHÚNG TA ĐỊNH HÌNH TƯƠNG LAI? Một thế kỉ trước, Albert Einstein đã cách mạng hóa nhận thức của chúng
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 30)
13/01/2019
Lực yếu Lực yếu có tên gọi như thể không phải vì nó vốn dĩ yếu, mà do tầm tác dụng hết sức ngắn của nó. Ở những
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 29)
13/01/2019
Lực điện từ Ngoài lực hấp dẫn, lực điện từ là lực chúng ta trải nghiệm nhiều nhất trong cuộc sống hằng ngày. Cho dù
Lục quang tuyến: Hiện tượng thiên nhiên đẹp và may mắn
11/01/2019
Lục quang tuyến là một hiện tượng trong đó một phần của Mặt Trời bỗng đột ngột đổi màu trong chừng 1 hoặc 2 giây. Lóe
Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần 22)
06/01/2019
Chương 9 TRÍ TUỆ NHÂN TẠO SẼ VƯỢT MẶT CHÚNG TA KHÔNG? Trí thông minh là trung tâm ý nghĩa đối với loài người. Mọi thứ mà
Có thể có một phản vũ trụ phía bên kia Big Bang
06/01/2019
Vũ trụ của chúng ta có thể là ảnh qua gương của một vũ trụ phản vật chất lan tỏa ngược chiều thời gian trước Big Bang.
Hellium-3 có thể liên kết với sắt và oxygen ở sâu bên trong Trái Đất
06/01/2019
Hàm lượng cao đến bất ngờ của hellium-3 tìm thấy ở các điểm nóng núi lửa có thể là bằng chứng cho sự tồn tại của

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