軌域量子數l又稱角動量量子數、方位量子數、系列量子數，它是決定軌域型別或形狀的角動量常數，它可能是包括0在內的整數，與主量子數n的關係為l=0,1,2,3```,n-1。軌域的不同型別可以以s,p,d,f來表示，主量子數的數值為該主量子能階所允許的軌域型別的數目，即主量子能階為1時,只有一個1s軌域，對第二能階則有2s及2p軌域，第三能階則有3s、3p及3d軌域，依此類推。具有同一主量子數的s、p、d及f軌域，實際上具有稍稍不同的能量。對一個主量子數,只有一個s軌域,三個p軌域,五個d軌域及七個f軌域。
基本介紹
- 中文名：軌域量子數
- 外文名：orbital quantum number
- 套用領域：原子電子學
相關概念
軌域理論
由原子光譜分析與量子力學( quantum mechanics)所提供的知識,告訴我們,原子中的電子系處於不連續的能階( energy levels)中。雖然,原子中電子的精確位置( position)與動量( momentum),依 Heisenberg測不準原理( uncertainty principle)而無由得知,但仍可借量子力學的數學處理,獲知一電子在已知容積( volume)中位置或然率的統計形相。電子在已知能狀態下密度分布或然率( probability density distribution),稱為該電子的軌域( orbital)。軌域的形狀,決定於恆定或然率的輪廓表面。這種以或然率所描述的電子軌域,就好像沒有明確邊界的雲一樣,所以有時候被稱為電子云( electron cloud)。
在原子中的電子,受幾種力的作用一電子與電子間相互排斥,同時又受原子核中質子( protons)的吸引。因此,一電子所感受的力,決定於其對原子核及其他電子的相關位置。一電子可能出現的最大或然率是其能夠感受最大引力而最小排斥力的位置。量子力學試圖藉助數學方法來描述電子在原子中所受到的作用力,並以一數學方程式使其與電子所具有的能相關聯。由數學處理所得的結論獲知,電子具有波樣行為。又在一些分析中,發現電子只有在某些能階中才能出現,而已知能階,又只能容約一定數目的電子,即2,8,18…等。這一結果,給予了確定古典價鍵埋論( valence bondtheory)的八隅體法則( octet rule)以充份的解釋。
對每一電子能狀態或軌域,可使用四個表示電子四種不同性質的量子數加以描述：
（1）主量子數n：為決定電子主能階或電子殼的常數,乃1-6的常數,電子殼常以K,L,M等大寫英文字母表示。
（2）角動量量子數l：即概述中所介紹的軌域量子數。
（3）磁量子數m：具角動量電子的磁常數。具有角動量的電子,可認為是一循回的電流,因而由此循回電流產生磁場。磁場的磁性來自於電子的角動量,所以角動量量子數l決定了m的大小。由理論及經驗可知,m為包括0在內的-l到+l之間的整數。
（4）自轉量子數s：表示電子自轉軸的方向,即正二分之一或負二分之一,也常常以向上或向下的箭頭表示。
