Номер 9, страница 16, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

9. Что характеризует магнитное квантовое число? Какие значения принимает магнитное квантовое число?

Что характеризует магнитное квантовое число?

Магнитное квантовое число, обозначаемое как $m_l$, характеризует ориентацию атомной орбитали в пространстве относительно выделенного направления. Это направление обычно задается внешним магнитным полем. В отсутствие внешнего поля орбитали, принадлежащие одному подуровню (т.е. имеющие одинаковое орбитальное квантовое число $\text{l}$), обладают одинаковой энергией и называются вырожденными. При помещении атома в магнитное поле это вырождение снимается (эффект Зеемана), и энергетический уровень расщепляется на несколько подуровней, число которых равно числу возможных ориентаций. Магнитное квантовое число как раз и определяет, какую конкретно из возможных ориентаций в пространстве занимает электронная орбиталь.

Физически $m_l$ определяет проекцию вектора орбитального момента импульса электрона $\text{L}$ на выделенную ось (обычно ось Z): $L_z = m_l \hbar$, где $\hbar$ — редуцированная постоянная Планка.

Какие значения принимает магнитное квантовое число?

Значения, которые может принимать магнитное квантовое число $m_l$, напрямую зависят от значения орбитального (азимутального) квантового числа $\text{l}$. Для заданного $\text{l}$ магнитное квантовое число $m_l$ может принимать любые целые значения в диапазоне от $-l$ до $+l$, включая 0.

$m_l = -l, -l+1, \dots, 0, \dots, l-1, l$

Общее количество возможных значений для $m_l$ составляет $2l+1$. Это число в точности равно количеству орбиталей в данном электронном подуровне.

Примеры:

• Для s-подуровня, где $l=0$, $m_l$ может принимать только одно значение: $m_l=0$. Это соответствует одной s-орбитали.
• Для p-подуровня, где $l=1$, $m_l$ может принимать три значения: $-1, 0, +1$. Это соответствует трем p-орбиталям ($p_x, p_y, p_z$).
• Для d-подуровня, где $l=2$, $m_l$ может принимать пять значений: $-2, -1, 0, +1, +2$. Это соответствует пяти d-орбиталям.
• Для f-подуровня, где $l=3$, $m_l$ может принимать семь значений: $-3, -2, -1, 0, +1, +2, +3$. Это соответствует семи f-орбиталям.

Ответ:

Магнитное квантовое число ($m_l$) характеризует ориентацию электронной орбитали в пространстве. Для заданного орбитального квантового числа $\text{l}$ оно принимает $2l+1$ целочисленных значений в диапазоне от $-l$ до $+l$ включительно.