Kvanttiluku

Kvanttiluku on mikä tahansa niistä luvuista, jotka yhdessä määrittävät minkä tahansa systeemin kvanttitilan kvanttimekaniikassa.

Elektronin kvanttiluvut atomissa

Atomissa elektronin kvanttilukuihin kuuluvat yleensä pääkvanttiluku n, sivukvanttiluku l, magneettinen kvanttiluku m ja spinkvanttiluku s. Ne ovat kokonaislukuja, paitsi spinkvanttiluku, joka on fermioneilla (mm. elektroni) aina puoliluku ja bosoneilla (mm. fotoni) kokonaisluku. Kvanttilukujen n, l ja m yhdistelmä kertoo elektronin elektronitilan, jota kutsutaan orbitaaliksi. Pääkvanttiluku ilmaisee elektronikuoren missä elektroni sijaitsee eli se kertoo elektronin energiatilan. Sivukvanttiluvun suurin mahdollinen arvo saadaan yhtälöstä l = n–1, ja se määrää sen avaruuden osan muodon, jossa elektroni sijaitsee. Sivukvanttilukuja voidaan merkitä numeroilla 0, 1, 2, ... tai kirjaimilla s, p, d, f, ... Magneettinen kvanttiluku ilmoittaa magneettikentässä olevan elektronin energiatasot ja elektronipilven suuntautumisen eli se erottelee eri p-, d- ja f-orbitaalit toisistaan.

Nimi	Tunnus	Kuvaus	Mahdolliset arvot	Esimerkkiarvo
Pääkvanttiluku	${\displaystyle n\ }$	orbitaalin koko ja energia	${\displaystyle 1\leq n\,\!}$	${\displaystyle n=1,2,3...\,\!}$
Sivukvanttiluku	${\displaystyle \ell \ }$	orbitaalin muoto	${\displaystyle 0\leq \ell \leq n-1\ }$	kun ${\displaystyle n=3\,\!}$: ${\displaystyle \ell =0,1,2\,(s,p,d)\ }$
Magneettinen kvanttiluku	${\displaystyle m_{\ell }\ }$	elektronien energia magneettikentässä	${\displaystyle -\ell \leq m_{\ell }\leq \ell \ }$	kun ${\displaystyle \ell =2\ }$: ${\displaystyle m_{\ell }=-2,-1,0,1,2\,\!}$
Spinkvanttiluku	${\displaystyle m_{s}\,\!}$	elektronin pyöriminen akselinsa ympäri eli spin	${\displaystyle -{\begin{matrix}{\frac {1}{2}}\end{matrix}},{\begin{matrix}{\frac {1}{2}}\end{matrix}}\ }$	ainoat arvot: ${\displaystyle -{\begin{matrix}{\frac {1}{2}}\end{matrix}},{\begin{matrix}{\frac {1}{2}}\end{matrix}}\ }$

Aiheesta muualla

• Lukion kemia: Kvanttiluvut (Arkistoitu – Internet Archive)