化學課程中四個量子數怎麼理解
一、主量子數(n)
主量子數是描述核外電子距離核的遠近，電子離核由近到遠分別用數值n=1，2，3，…有限的整數來表示，而且，主量子數決定了原子軌道能級的高低，n越大，電子的能級越大，能量越高。n是決定電子能量的主要量子數。n相同，原子軌道能級相同。一個n值表示一個電子層，與各n值相對應的電子層符號如下：
n
1
2
3
4
5
6
7
電子層名稱
第一層
第二層
第三層
第四層
第五層
第六層
第七層
電子層符號
K
L
M
N
O
P
Q
二、角量子數(l )
在同一電子層內，電子的能量也有所差別，運動狀態也有所不同，即一個電子層還可分為若干個能量稍有差別、原子軌道形狀不同的亞層。角量子數 就是用來描述原子軌道或電子雲的形態的。 l的數值不同，原子軌道或電子雲的形狀就不同， l的取值受n的限制，可以取從0到n－1的正整數。
n
1
2
3
4
0
0，1
0，1，2
0，1，2，3
每個值代表一個亞層。第一電子層只有一個亞層，第二電子層有兩個亞層，以此類推。亞層用光譜符號等表示。角量子數、亞層符號及原子軌道形狀的對應關係如下：
1
2
3
4
亞層符號
s
p
d
f
原子軌道或
電子雲形狀
圓球形
啞鈴形
花瓣形
花瓣形
同一電子層中，隨着 的增大，原子軌道能量也依次升高，即Ens＜Enp＜End＜Enf，即在多電子原子中，角量子數與主量子數一起決定電子的能級。每一個 值表示一種形狀的電子雲。與主量子數決定的電子層間的能量差別相比，角量子數決定的亞層間的能量差要小得多。
三、磁量子數(m)
原子軌道不僅有一定的形狀，並且還具有不同的空間伸展方向。磁量子數m(就是用來描述原子軌道在空間的伸展方向的)。磁量子數的取值受角量子數的制約，它可取從＋l到－l，包括0在內的整數值， l確定後， m可有2 ＋1個值。當l=0時，m=0，即s軌道只有1種空間取向當l=1時，m=＋1、0、—1，即p軌道有3種空間取向當l=2時，m=＋2、＋1、0、—1、—2，即d軌道有5種空間取向。
通常把n、l、m都確定的電子運動狀態稱原子軌道，因此s亞層只有一個原子軌道，p亞層有3個原子軌道，d亞層有5個原子軌道， f亞層有7個原子軌道。磁量子數不影響原子軌道的能量，n、l都相同的幾個原子軌道能量是相同的，這樣的軌道稱等價軌道或簡併軌道。例如l相同的3個p軌道、5個d軌道、7個f軌道都是簡併軌道。n，l和m的關係見下表。
主量子數(n)
1
2
3
4
電子層符號
K
L
M
N
角量子數(l)
0
0
1
0
1
2
0
1
2
3
電子亞層符號
1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
4d
4f
磁量子數(m )
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
±1
±1
±1
±1
±1
±1
±2
±2
±2
±3
亞層軌道數(2l＋1)
1
1
3
1
3
5
1
3
5
7
電子層軌道數n2
1
4
9
16
綜上所述，用n，l和m三個量子數即可決定一個特定原子軌道的大小、形狀和伸展方向。
四、自旋量子數( ms)
電子除了繞核運動外，還存在自旋運動，描述電子自旋運動的量子數還稱為自旋量子數ms，由於電子有兩個相反的自旋運動，因此自旋量子數取值為＋1/2、—1/2，符號用“↑”和“↓”表示。
知道了四個量子數的意義和它們之間相互聯繫又相互制約的關係。
在四個量子數中，n，l和m三個量子數三個量子數可確定電子的原子軌道n、l兩個量子數可確定電子的能級n這一個量子數只能確定電子的電子層。
