量子數

　　表示原子內電子運動的能量、角動量、……等的一組整數或半整數。按量子力學原理，原子中核外電子運動、狀態、角動量都不是連續變化的，而是跳躍式變化的，即量子化的。量子數有主量子數、角量子數、磁量子數和自旋量子數。

　　主量子數　確定核外電子運動能量的主要量子數，用n表示，它們的取值是：n＝1，2，3，4，……。電子能層為第1(K)、第2(L)、第3(M)、第4(N)、……。氫原子內電子在各能層的能量為：

E_n＝-13.6/n²(eV)

n＝1，氫原子內電子在第一能層的能量為－13.6電子伏； n＝2，氫原子內電子在第二能層的能量為－3.4電子伏；……； n愈大，能量愈高。

　　角量子數　表示軌道角動量的量子數。角動量用Μ_l表示：

角量子數用l表示，取值為0，1，…，n-1，h為普朗克常數。l值表示原子軌道或電子雲的形狀。l＝0，原子軌道或電子雲是球形對稱的；n＝2，l＝1，電子雲是無把啞鈴形；n＝3，l＝2，電子雲為花瓣形；l＝3的電子雲形狀更為復雜。光譜學上以 s、p、d、f、…分別表示l＝0，1，2，3，…，如n＝4，l＝0、1、2、3，分別以4s、4p、4d、4f表示。或者說，l表示同一電子能量中的分層。各分層能量高低的關系如下：l值相同而n值不同，則E_1S＜E_2S＜E_3S；n值相同而l值不同，則E_4S＜E_4P＜E_4d＜E_4f。從能量角度看，一個分層代表一個能級。

　　磁量子數　表示軌道角動量方向量子數沿磁場的分量：

Μ_z＝mh/2π

m為磁量子數，取值為0，±1，±2，…，±l，共有2l+1個取值。n＝2，l＝0，m＝0，表明隻有一個軌道，即2s；n＝2，l＝1，m＝0，±1，表示有三個空間取向不同的軌道，即2p_x、2p_y、2p_z。無外加磁場時，三個軌道的能量相同；有外加磁場時，因三個軌道在磁場中的取向不同，表現出較小的能量差別，所以某些線狀光譜分裂成幾條。

　　自旋量子數　決定電子自旋運動的角動量沿著磁場的分量：

Μ_s＝m_sh/2π

m _s為自旋量子數，取值為±1/2，表明一個軌道上最多隻能容納自旋反向的兩個電子。