角量子數(shù)（英語：Azimuthal quantum number），即軌域角動(dòng)量的量子數(shù)，通常用小寫英文字母l來表示。從經(jīng)典力學(xué)的概念可知，任何旋轉(zhuǎn)體都有繞軸的角動(dòng)量，它是一個(gè)矢量。在量子力學(xué)中，角量子數(shù)描述的角動(dòng)量不是連續(xù)變動(dòng)的，而是取不同的離散值，表現(xiàn)出量子化的特性。在原子物理學(xué)中，角量子數(shù)決定了電子云的形狀，對(duì)應(yīng)于不同的原子軌道類型。
介紹
角量子數(shù)和能量有關(guān)的量子數(shù)。從經(jīng)典力學(xué)的概念可知，任何旋轉(zhuǎn)體都有繞軸的角動(dòng)量。
它是一個(gè)矢量。當(dāng)它不是連續(xù)變動(dòng)時(shí)，會(huì)取不同的分離值，是量子化的。
角量子數(shù)l確定原子軌道的形狀并在多電子原子中和主量子數(shù)一起決定電子的能級(jí)。電子繞核運(yùn)動(dòng)，不僅具有一定的能量，而且也有一定的角動(dòng)量M，它的大小同原子軌道的形狀有密切關(guān)系。例如M=0時(shí)，即l=0時(shí)說明原子中電子運(yùn)動(dòng)情況同角度無關(guān)，即原子軌道的軌道是球形對(duì)稱的；如l=1時(shí),其原子軌道呈啞鈴形分布；如l=2時(shí)，則呈花瓣形分布。對(duì)于給定的n值，量子力學(xué)證明l只能取小于n的正整數(shù)：l=0,1,2,3(n-1) 磁量子數(shù)m 磁量子數(shù)m決定原子軌道在空間的取向。某種形狀的原子軌道，可以在空間取不同方向的伸展方向,從而得到幾個(gè)空間取向不同的原子軌道。
這是根據(jù)線狀光譜在磁場(chǎng)中還能發(fā)生分裂，顯示出微小的能量差別的現(xiàn)象得出的結(jié)果。磁量子數(shù)可以取m=0,±1,±2±l 自旋量子數(shù)ms 直接從薛定諤方程得不到第四個(gè)量子數(shù)——自旋量子數(shù)ms，它是根據(jù)后來的理論和實(shí)驗(yàn)要求引入的。精密觀察強(qiáng)磁場(chǎng)存在下的原子光譜，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)譜線其實(shí)由靠得很近的兩條譜線組成。這是因?yàn)?a href="/hebeideji/7283063804209954899.html">電子在核外運(yùn)動(dòng)，還可以取數(shù)值相同,方向相反的兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，通常用↑和↓表示。
角量子數(shù)（azimuthal quantum number）的引入是由于電子繞核運(yùn)動(dòng)時(shí)，不僅具有一定的能量，而且也具有一定的角動(dòng)量。
對(duì)于給定的n值，量子力學(xué)證明l只能取小于n的自然數(shù)：l=0,1,2,3(n-1)。
角量子數(shù)決定電子空間運(yùn)動(dòng)的角動(dòng)量，以及原子軌道或電子云的形狀，在多電子原子中與主量子數(shù)n共同決定電子能量高低。對(duì)于一定的n值，l可取0，1，2，3，4…n-1等共n個(gè)值，用光譜學(xué)上的符號(hào)相應(yīng)表示為s，p，d，f，g等。角量子數(shù)l表示電子的亞層或能級(jí)。一個(gè)n值可以有多個(gè)l值，如n=3表示第三電子層，l值可有0，1，2，分別表示3s，3p，3d亞層，相應(yīng)的電子分別稱為3s，3p，3d電子。它們的原子軌道和電子云的形狀分別為球形對(duì)稱，啞鈴形和四瓣梅花形，對(duì)于多電子原子來說，這三個(gè)亞層能量為E3d>E3p>E3s，即n值一定時(shí)，l值越大，亞層能級(jí)越高。在描述多電子原子系統(tǒng)的能量狀態(tài)時(shí)，需要用n和l兩個(gè)量子數(shù)。
作用
角量子數(shù)l確定原子軌道的形狀并在多電子原子中和主量子數(shù)一起決定電子的能級(jí)。電子繞核運(yùn)動(dòng)，不僅具有一定的能量，而且也有一定的角動(dòng)量M，它的大小同原子軌道的形狀有密切關(guān)系。例如M=0時(shí)，即l=0時(shí)說明原子中電子運(yùn)動(dòng)情況同角度無關(guān)，即原子軌道的軌道是球形對(duì)稱的；如對(duì)于雙原子體系，l=1時(shí)，其原子軌道呈啞鈴形分布；如l=2時(shí)，則呈花瓣形分布。
參考資料 >