方位量子数と主量子数の大きな違いは、方位量子数が原子中の電子の角運動量を表すのに対し、主量子数は電子軌道の大きさを表すことである。

量子数とは、原子のエネルギー準位を表す重要な値である。原子の中の電子の位置は、4つの量子数で表すことができます。主量子数、方位量子数、磁気量子数、スピン量子数である。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. 方位量子数とは 3. 主量子数とは 4. 横並び比較 - 方位量子数と主量子数を表形式で表示 5. まとめ

方位角量子数は何ですか？

方位量子数とは、原子を構成する電子の角運動量を表す量子数である。したがって、軌道角運動量量子数とも呼ぶことができる。l "は方位角量子数を表す。また、この量子数によって、電子が存在する軌道の形が決定される。4つある量子数のうちの2つ目である。したがって、量子数で記述することができるのです（第2の量子数で記述できるから）。方位量子数と角運動量の関係式は次のようになる。

L2ψ=h2l(l+1)ψ

ここで、L2 は軌道角運動量演算子、Ψは電子の波動関数、h は近似的なプランク定数である。ここで、Iは常に正の整数である。量子力学では、エネルギー準位ごとに異なるサブシェル層が存在する。これらのサブシェルは、形状や向きが異なる。エネルギー準位のサブシェル層は、-I、0、+lと名付けられる。

図02：-l, 0から+lまでの方位量子数

主量子数は何ですか？

主量子数とは、電子が存在する主なエネルギー準位を表す量子数である。それを "n "で表すことができる。4種類の量子数のうちの最初のものなので、第1量子数とも呼ぶことができます。主量子数の値は1から始まる正の整数、すなわちn＝1、2、3、...です。

主量子数の値が大きいほど電子のエネルギーは高くなり、電子は原子にゆるく結合していることになる。つまり、"n "の値が大きいほど、エネルギーレベルが高いことを意味する。また、「n」の値ごとに、方位量子数、磁気量子数、スピン量子数の値が異なる。これは、各エネルギー準位がそれぞれ副殻層、軌道、電子対を持っているためである。

方位角と主量子数の違い

量子数とは、原子のエネルギー準位を表す重要な値です。量子数には4つの種類があり、最初の2つは主量子数と方位量子数である。方位量子数と主量子数の大きな違いは、方位量子数が原子中の電子の角運動量を表すのに対し、主量子数は電子軌道の大きさを表すことである。方位量子数には "l "を、主量子数には "n "を用いることができる。

また、方位量子数は軌道の角運動量と軌道形状を、主量子数は電子の存在するエネルギー準位を表すものである。

以下のインフォグラフィックは、方位角と主量子数の違いをまとめたものです。

概要 - 方位角 vs. 主量子数

量子数とは、原子のエネルギー準位を表す値です。量子数には4つの種類があり、最初の2つは主量子数と方位量子数である。方位量子数と主量子数の大きな違いは、方位量子数が原子中の電子の角運動量を表すのに対し、主量子数は電子軌道の大きさを表すことである。

引用

1Hermannstein, Anne-Marie."方位量子数の定義" ThoughtCo, June 22, 2018, available here.ヘルマン・スティーン、アンヌ＝マリー"Master Quantum Number Definition," ThoughtCo, November 6, 2019, available here.2 Hermann Steen, Anne-Marie."マスター量子数定義", ThoughtCo, 6 Nov. 2019.