نسخة الفيديو النصية
أي المجموعات الآتية من أعداد الكم الأربعة غير موجودة؟ أ: 𝑛 يساوي ثلاثة، 𝑙 يساوي اثنين، 𝑚𝑙 يساوي سالب واحد، 𝑚𝑠 يساوي موجب نصف. ب: 𝑛 يساوي واحدًا، 𝑙 يساوي صفرًا، 𝑚𝑙 يساوي صفرًا، 𝑚𝑠 يساوي موجب نصف. ج: 𝑛 يساوي أربعة، 𝑙 يساوي ثلاثة، 𝑚𝑙 يساوي سالب اثنين، 𝑚𝑠 يساوي موجب نصف. د: 𝑛 يساوي اثنين، 𝑙 يساوي اثنين، 𝑚𝑙 يساوي صفرًا، 𝑚𝑠 يساوي موجب نصف.
للإجابة عن هذا السؤال، علينا تحديد أي مجموعة من مجموعات أعداد الكم هذه غير موجودة. أعداد الكم قيم يمكن استخدامها لوصف إلكترون في الذرة. ثمة أربعة أعداد كم يمثل كل منها برمز مختلف. عدد الكم الأول هو عدد الكم الرئيسي الذي يمثل بالحرف 𝑛 الصغير. يمكن أن يأخذ عدد الكم هذا أي قيمة صحيحة موجبة. تمثل هذه القيمة الغلاف الإلكتروني، أو مستوى الطاقة، الذي يوجد فيه الإلكترون. يمكن أيضًا استخدام عدد الكم الرئيسي لتمثيل الحجم النسبي للمدار الذري. وكلما كانت قيمة 𝑛 أكبر، كان المدار ممتدًّا أبعد عن النواة.
بالنظر إلى الخيارات، نلاحظ أن جميع أعداد الكم الأساسية أعداد صحيحة موجبة. إذن، لا يمكننا الاعتماد على عدد الكم الرئيسي وحده لتحديد أي مجموعة من مجموعات أعداد الكم هذه غير موجودة. عدد الكم التالي هو عدد الكم الثانوي الذي يمثله الحرف 𝑙 الصغير. تعتمد القيم الممكنة لعدد الكم الثانوي على عدد الكم الرئيسي. يمكن أن يأخذ 𝑙 أي قيمة صحيحة من صفر إلى 𝑛 ناقص واحد. يشير عدد الكم الثانوي إلى نوع الغلاف الفرعي أو الشكل المداري.
دعونا نعد إلى الخيارات. عندما يساوي عدد الكم الرئيسي ثلاثة، فإن عدد الكم الثانوي يمكن أن يساوي صفرًا أو واحدًا أو اثنين. إذن، الخيار أ يظل مجموعة صحيحة من أعداد الكم. وعندما يساوي 𝑛 واحدًا، فإن 𝑙 لا يمكن أن يساوي إلا صفرًا. إذن، الخيار ب يظل مجموعة صحيحة من أعداد الكم. وعندما يساوي 𝑛 أربعة، يمكن أن يساوي 𝑙 صفرًا أو واحدًا أو اثنين أو ثلاثة. إذن، الخيار ج يظل مجموعة صحيحة من أعداد الكم. وعندما يساوي 𝑛 اثنين، يمكن أن يساوي 𝑙 صفرًا أو واحدًا. إذن، عندما يساوي عدد الكم الرئيسي اثنين، فإن عدد الكم الثانوي لا يمكن أن يساوي اثنين. ومن ثم، فإن هذه المجموعة من أعداد الكم غير موجودة، ويجب أن تكون إجابة هذا السؤال.
على الرغم من أننا قد حددنا الإجابة تحديدًا صحيحًا، دعونا نناقش بإيجاز آخر عددي كم. عدد الكم الثالث هو عدد الكم المغناطيسي الذي يمثله الرمز 𝑚𝑙. يمثل عدد الكم هذا اتجاه كل مدار داخل الغلاف الفرعي. يعتمد عدد الكم المغناطيسي على عدد الكم الثانوي، ويمكن أن يأخذ أي قيمة صحيحة من سالب 𝑙 إلى صفر إلى موجب 𝑙. عدد الكم الأخير هو عدد الكم المغزلي الذي يمثله الرمز 𝑚𝑠. لا يعتمد عدد الكم المغزلي على أي من أعداد الكم الأخرى، ويمكن أن تكون قيمته موجب نصف أو سالب نصف. يشير عدد الكم المغزلي كما يوحي الاسم إلى حالة الدوران المغزلي للإلكترون.
بالعودة إلى السؤال، وجدنا أن مجموعة أعداد الكم غير الموجودة هي الخيار د: 𝑛 يساوي اثنين، 𝑙 يساوي اثنين، 𝑚𝑙 يساوي صفرًا، 𝑚𝑠 يساوي موجب نصف.
