Dans le modèle
théorique qui règne de l'atome, il existe quatre nombres quantiques qui
décrivent le comportement des électrons. Il s'agit notamment de la principale,
azimutale, magnétique et le nombre de spin quantique. Ensemble, ces quatre
chiffres donnent l'état quantique d'un électron. Un état quantique est
l'ensemble des informations nécessaires à la description mathématique complète
d'un certain système de matière et d'énergie, tel qu'un atome. Pas de deux
électrons peuvent partager les mêmes quatre nombres quantiques, selon le
principe d'exclusion de Pauli de la mécanique quantique.
Le premier des
nombres quantiques est appelé le nombre quantique principale. Ce nombre, qui
peut être n'importe quel nombre entier positif à partir de 1, se rapporte à la
distance de l'orbite de l'électron de l'atome noyau. Contrairement orbites
planétaires, cependant, les électrons ne sont pas libres en orbite à n'importe
quelle distance. Plutôt, ils sont confinés en orbite à des niveaux d'énergie
discrets, ou quanta-un principe fondamental de la mécanique quantique.
Semblable à des orbites planétaires, d'autre part, les électrons en orbite plus
éloignée du noyau ne possèdent plus l'énergie cinétique.
Le nombre
quantique azimutal signifie le moment cinétique d'un électron du orbitale atomique.
Ce nombre indique quelque chose sur la forme de l'orbite d'un électron autour
du noyau. Les électrons peuvent orbite en essaims plus ou moins sphériques
autour du noyau, ou ils peuvent présenter un comportement plus compliqué.
L'idée d'un électron comme une particule solide en orbite autour du noyau,
cependant, n'est pas correct. Le principe d'incertitude de la mécanique
quantique indique que la position d'un électron est essentiellement une
question de probabilité.
S'appuyant sur
les autres nombres quantiques, le nombre quantique magnétique dit quelque
chose à propos de l'orientation d'un électron de l'orbite dans l'espace. Cette
propriété a été découvert lorsque les scientifiques exposés aux gaz de champs
magnétiques et observé la façon dont ils interagissent avec la lumière alors.
Le nombre quantique magnétique est également liée à des niveaux d'une orbitale
atomique de l'énergie.
Enfin, le nombre
quantique de spin spécifie l'un des deux états de spin de l'électron. Alors que
les principaux azimutaux et les nombres quantiques établissent une distinction
entre différentes positions orbitales de l'électron, le nombre quantique de
rotation peut distinguer deux électrons dans un état quantique par ailleurs
identique. Si deux électrons dans le même atome ont les mêmes trois nombres
quantiques précédentes, leurs nombres quantiques de spin doivent être
différents. Spin de l'électron n'est pas exactement le même sens de «spin» qui
est communément pensé, mais il est un degré de liberté pour un électron. Il
peut prendre l'une des deux valeurs possibles: 1/2 ou 1/2.
