四个量子数sige liangzishu

表征原子内电子运动状态的一些特定数字，是一组组整数或半整数。作为描述核外电子空间运动状态的波函数必须是有限、单值、连续、平方可积的函数，因此波函数中几个常量的取值不是任意的而是有限制的，这些数的取值是不连续的，即量子化的，因而称为量子数。表示核外电子一个完整状态需要4个量子数，它们分别为：
❶主量子数 确定核外电子运动能量和离核平均距离的主要量子数，用n表示，取值为n=1,2,3,4，…。对氢原子，电子的能量完全由n决定：

n值越大，电子能量越高，能量相同的原了轨道构成一个能极。从电子云几率径向分布图来看，氢原子的1s电子在r=52.9pm单位球壳内几率最大，2s电子是在r=211pm处最大，3s则是在476pm处最大。n决定电子离核的平均距离，也可看做原子轨道的大小。在多电子原子中，n相同的电子几乎在同样的空间范围内运动，它们构成一层，称为电子层或能层。

❷ 角量子数 因与电子运动的角动量有关而得名，又因与波函数的角度函数有关，可确定轨道或电子云的形状，故也称做道量子数，用l表示，取值由n决定，可取包括零到 (n-1) 的正整数，共n个值。不同l的取值，通常用光谱学上相应名称的打头字母来表示，l=0用s (sharp锐系),l=1用p(principal主系),l=2用d(diffuse漫系),l=3用f(fundamental基系) ……。l也与几率的径向分布有关，由氢原子的几率径向分布图可看出，n不同、l相同的，n值越大，峰数越多，主峰离核越远。而n相同、l不同的，主峰离核远近差不多，但峰数不同，有 (n-l) 个峰，即l越小峰越多。对于多电子原子，l与n共同决定原子轨道的能量，n相同，l越大能量越高，n和l都相同的电子具有相同的能量，构成一个能极。

❸磁量子数 与电子运动的角动量沿磁场的分量有关，当外加磁场时发生分裂才能看出，故称磁量子数，用m表示，取值由l决定，可取从-l到+l包括零在内的整数，共 (2l+1) 个。m表示原子轨道或电子云在空间的伸展方向。n和l都相同，原子轨道能量相同，形状一样，但在空间方向不同，角动量沿磁场的分量才不同。每种形状的原子轨道或电子云在空间伸展方向的数目就取决于m的取值个数，即有(2l+1) 个空间伸展方向。每种伸展方向就是一个原子轨道，也就有 (2l+1)个原子轨道，这些轨道能量相同，又称为简并轨道或等价轨道，相应的这些空间运动状态通常称为简并态。

❹自旋量子数 与电子自旋运动的角动量沿磁场的分量有关，符号为m_s。它与n,l,m等量子数无关，和能量关系也不大。它是电子运动的一个基本属性，取值为+1/2或-1/2符号为↑或↓，表示电子自旋只有两个方向。每个原子轨道中可容纳两个自旋反向的电子，也称为成对电子。
原子中每个电子的运动状态可用n,l,m及ms4个量子数来描述，各有其物理含义，可反映核外电子运动的电子层 （能层）、亚层 （电子云形状或能级）、电子云伸展方向 （原子轨道） 及自旋运动方向，而一组合理的4个量子数的取值可确定电子在核外一个完整的运动状态。