N и l обозначения: подключение плюс минус, расшифровка L и N на схеме в электричестве, цвета и маркировка проводов сети 220В, синий по английски

подключение плюс минус, расшифровка L и N на схеме в электричестве, цвета и маркировка проводов сети 220В, синий по английски

Содержание

1. Маркировка проводов с помощью букв
2. Обозначение L в электрике
3. Обозначение N
4. Обозначение PE
5. Цвета изоляционного покрытия проводников
6. Жила заземления
7. Нулевые рабочие контакты
8. Фазный провод
9. Особенности цветовой разметки вручную
10. Разметка двухжильного провода
11. Трехжильного провода
12. Пятипроводной системы
13. Совмещенных проводов
14. Как обозначаются плюс и минус
15. Для чего нужна цветовая маркировка
16. Расцветка проводки как вариант ускорения монтажа
17. Основные требования к расцветке

Для создания электрических сетей — независимо от того, бытовые они или промышленные — используются изолированные кабели, внутри которых находится несколько токопроводящих жил.

Все они разного цвета, который соответствует назначению провода. Принятое обозначение L и N в электрике помогает упростить, ускорить монтаж и ремонт электросетей.

Маркировка проводов с помощью букв

Существует международная аббревиатура, которая используется в любой стране мира. Фазный провод обозначают буквой «L», нулевой — «N», заземление — сочетанием «PE».

Обозначение L в электрике

«L» — начало слова Line, такой буквой помечают фазу. Отсюда пошел термин «линейное напряжение». В цепях с переменным током фазы находятся под нагрузкой и обязательно покрыты цветной изоляцией.

При неосторожном прикосновении к таким оголенным жилам можно получить ожог, травму, а при их замыкании — повреждение или возгорание оборудования.

Обозначение N

Буквой «N» (Neutral) обозначают нейтральный провод. Его подключают к общей точке соединения обмоток, которые включены по типу звезды (на электростанции — к генератору, на подстанции — к трансформатору).

В странах, ранее входивших в состав СССР, его еще называют нулевой провод, или просто нуль.

Обозначение PE

Жила, соединенная с заземлением, имеет обозначение «PE». Такую аббревиатуру данный провод получил от английского словосочетания protective earthing.

Его применение позволяет защитить персонал предприятия или пользователей электросетей от удара током при неисправном электрооборудовании.

Цвета изоляционного покрытия проводников

В принятых ПУЭ указано, что надо обязательно обозначать разными цветами нуль, фазу и заземление. Здесь для каждого вида провода предусмотрены свои цвета изоляции. Знание того, как обозначают проводники разного назначения, помогает обойтись без расшифровки буквенных символов.

Жила заземления

С 2011 г. в РФ принят единый стандарт, который полностью соответствует европейским нормам. В нем указано, что заземление, которое обозначают РЕ, только желто-зеленого цвета.

В электропроводке старых домов заземление и нуль совмещены.

Защита должна быть организована как на промышленных, так и на жилых объектах.

Нулевые рабочие контакты

По существующим стандартам, изоляция нуля синяя или сине-белая. На электросхеме нейтральный провод читается как минус (это связано с тем, что он обеспечивает замыкание цепи).

Фазный провод

Фаза является той жилой, по которой непосредственно протекает электрический ток. Неопытным электрикам часто бывает сложно определить, где она находится.

Это связано с тем, что основными цветами ее изоляции являются черный и коричневый, но нередко это также может быть красный, оранжевый или другой цвет. Чтобы проще было ориентироваться, надо запомнить, что фаза не бывает синей, зеленой или желтой.

Если подключается одновременно несколько фаз, то на оборудовании рядом с буквой L пишут номер или указывают буквы А, В, С. На электросхемах эту жилу часто обозначают как плюс.

Особенности цветовой разметки вручную

Иногда при прокладке электрических сетей применяют проводники одинакового цвета. В проводке, которую делали давно, цвет жил часто не соответствует существующим стандартам. В таких ситуациях проводится ручная разметка.

Чтобы при ремонте и обслуживании электроцепей не возникало проблем, для маркировки фаз электрики применяют специальные наборы.

Существующие правила позволяют делать такую маркировку при использовании кабелей без цвето-буквенного обозначения. Согласно ГОСТ и ПУЭ, ручная разметка выполняется на концах проводников или там, где они соединяются.

Разметка двухжильного провода

Чтобы найти фазу на подключенном двужильном проводе, пользуются индикатором. Когда его жало коснется провода, пребывающего под напряжением, на тестере засветится имеющийся в его корпусе светодиод.

На протяжении всей длины разметку не наносят, достаточно сделать ее только в местах соединений.

Маркировку выполняют термоусадочными трубками или используют изоленту соответствующего цвета. В однофазных сетях фаза часто имеет красный цвет (главное, чтобы она не была синей, желтой или зеленой).

Трехжильного провода

Для определения того, где и какая жила находится в трехпроводниковом кабеле, понадобится мультиметр. Его надо поставить в режим, позволяющий измерять переменное напряжение.

Сначала с помощью индикатора находят фазу. Затем одним щупом прибора касаются фазы, а вторым по очереди нуля и заземления. В последнем варианте напряжение будет меньше.

После определения назначения проводов на них наносят маркировку. Нуль отмечают синей изоляционной лентой, заземление — желто-зеленым цветом, а фазу — любым другим.

Пятипроводной системы

При прокладке трехфазных сетей допускается использование только пятижильных кабелей. Это связано с тем, что 3 проводами подключают фазы, а 2 другими — нейтраль и заземление. Маркировку выполняют по принятым правилам.

Совмещенных проводов

Сравнительно часто, чтобы упростить монтаж электрической проводки, используют двух- или четырехжильные провода. Их обозначают как PEN (т.е. здесь совмещены заземление и нуль).

Жила будет синего цвета, а кембрики, устанавливаемые на соединениях и концах, — желто-зеленого. Существует и обратная маркировка: жила желто-зеленая, а кембрики синие.

Как обозначаются плюс и минус

Иногда требуется прокладка цепи постоянного тока:

• в электротранспорте;
• на подстанциях, для питания автоматики и цепей защиты;
• в разных отраслях промышленности, строительства, народного хозяйства и т.д.

При создании таких цепей используют провод с 2 или 3 жилами, в нем:

• плюс — красный;
• минус — черный;
• заземление — серый или белый.

При создании цепи постоянного тока от трехпроводной сети цвет плюсовой жилы должен быть аналогичным цвету фазы в трехжильном кабеле.

Для чего нужна цветовая маркировка

Фазу и нейтраль в рабочей цепи определяют индикатором или мультиметром, но эти приборы не всегда есть рядом. Если электроцепь выполнена в соответствии с существующими стандартами, то по цвету изоляции жил можно без дополнительного оборудования определить их назначение.

Это позволяет быстро найти нужный провод, поэтому эффективность работы электрика будет намного выше.

Буквенная маркировка на проводниках аналогична надписям на клеммах и контактах электрооборудования. Достаточно завести и зафиксировать нужный провод в клемме, которая соответствует его маркировке. Чтобы перестраховаться, лучше дополнительно проверять тестером, где находится фаза.

Расцветка проводки как вариант ускорения монтажа

До принятия в 2009 г. ГОСТ Р 50462 маркировка кабелей выполнялась черным и белым цветами. После подачи питания фазу и нейтраль определяли контрольной лампой или индикатором.

Разноцветное обозначение проводников позволяет удобнее и быстрее выполнять монтаж и ремонт электросетей, а также повышает безопасность, т.к. всегда видна фаза.

Основные требования к расцветке

Если монтаж электропроводки выполнял квалифицированный электрик, соблюдавший существующие стандарты, то во время проведения профилактических или ремонтных работ индикатор или мультиметр не понадобится. Выбор регламентированного цвета проводников зависит от их назначения.

При подсоединении выключателя провод протягивают от распредкоробки. На разрыв устанавливают фазу, а не нуль. Можно выполнять запитку кабелем белого цвета на 220В, но на схеме обязательно делают соответствующую пометку.

При подключении розеток соблюдают полярность. Фазу фиксируют справа, нуль — слева, а заземление — посредине. Если 2 проводника одинаковой расцветки, то, чтобы найти фазу и нейтраль, используют мультиметр, контрольную лампу и индикатор.

Если цепь однолинейная, отображается силовая часть — тип питания и число фаз. Для пометки однофазной цепи делают 1 засечку, для трехфазной — 3 и указывают цвет проводов. При отметке коммуникационного и защитного оборудования используют специальные обозначения.

Правильно выполненная цветовая разметка электропроводки и ее буквенная маркировка — основные признаки качественного и профессионального монтажа.

Соблюдение принятых правил помогает ускорить и упростить монтаж и последующий ремонт, обслуживание электросети. Стандартизация цвето-буквенной маркировки позволяет любому электрику без проблем разобраться в существующей проводке даже в другой стране.

l n в электрике что означает; маркировка проводов, цвета проводов в электрике

Невозможно представить нашу жизнь без электричества. Оно сопровождает нас дома, на улице, в магазинах, транспорте. Повсюду нас окружают электроприборы: утюги, чайники, стиральные машины, телевизоры, люстры и т.д. И для того, чтобы они исправно работали, следует их правильно подключить. Тому, кто захочет сделать это самостоятельно, потребуется знать, какими буквами обозначаются различные клеммы. Обозначение фазы и нуля в электрике облегчает и может ускорить ремонтные работы и работы по монтажу.

Буквенная маркировка проводов

Если напряжение электрических устройств не достигает 1000В, то маркировка проводов регулируется определенным ГОСТом Р 50462-2009.

Фазный провод и его обозначение

Как известно, в электросети используется переменный ток, и под напряжением находится так называемая «фаза» или фазный кабель. Он маркируется английским символом «L», от слова «Line», обозначающего слово «линия».

Также этой буквой обозначаются клеммы, которыми присоединяется данный провод. Если фаза не одна, а их несколько, то добавляется порядковый номер L1, L2, L3 или же латинские буквы А, В, С.

Фазные провода всегда должны быть надежно изолированы, так как в оголенном состоянии они способны причинить серьезную опасность здоровью человека.

«Нейтраль», «нуль» или что такое «N»?

В английском языке есть слово «neutral», что переводится как «нейтральный». Именно поэтому для обозначения нейтрального кабеля используют букву N. В нашей стране нейтральный провод чаще всего именуют нулевым от слова «null».

Кроме того, стоит принять во внимание, что нейтраль – это провод, по которому напряжение отводится от электроприбора, и соответственно, он принимается за знак «минус».

Заземление

Что такое фаза и ноль, теперь понятно. Но встречается еще и такой знак – РЕ. Это так называемая «земля» или провод заземления. Аббревиатура опять-таки в переводе с английского – Protective Earthing. Клеммы заземления также обозначаются данными символами.

l и n в электрике – что следует знать?

CSM-1 – прибор контроля состояния изоляции сегодня используют чаще всего. Для безопасного подключения электрических приборов всегда следует проверять маркировку кабелей и клемм символами (l, n и РЕ), а также цвет изоляции проводов. В качестве проверочного оборудования можно использовать тестер – специальную отвертку-индикатор.

Если данного прибора нет под рукой, и вы не уверены в собственной компетенции, советуем обратиться к профессиональному электрику.

Цвет фазы, нуля и заземления

Помимо маркировок буквами, проводники различаются по цветам. Это требование нормативов ПУЭ и ГОСТ Р 50462-2009. Цветовое обозначение необходимо для безопасного и правильного электрического монтажа, устранение ошибок и неисправностей.

Цвет фазы

Что такое фаза в электричестве, мы разобрали выше. Это основной активный проводник, который всегда находится под напряжением. Поэтому он является самым опасным. Цветовая окраска фазы может быть красной, черной, коричневой или белой. Могут встретиться также розовые, фиолетовые, оранжевые, бирюзовые оттенки.

Важно – фазная жила обязательно должна быть яркой и привлекающей внимание!

Иногда возникает следующий вопрос: есть красный провод – а плюс это или минус? Давайте разбираться.

Символом «плюс» принято обозначать фазу, то есть провод, по которому к электроприбору подводится напряжение.

Цвет нейтрали

Для маркировки нулевых проводов используется синий цвет или его незначительные оттенки. Другие расцветки для нейтрали использовать запрещено.

Цвет заземления

Этот провод присутствует только в трехжильных кабелях. Он несёт защитную функцию от удара электрическим током, если изоляция повреждена или прибор неисправен. Согласно евростандарту МЭК 60446:2007, провод «земля» обязательно должен быть зелено-желтым. Например, он бывает желтым с зеленоватой полоской или наоборот. Все иные цвета запрещены.

В двухжильных кабелях жилы «земля» и «нуль» объединены. При этом изоляция такого провода будет синей с желто-зелеными концами.

Использование при монтаже информации о расцветки проводки

Представьте себе, если бы все кабели имели одинаковый цвет. Вы открываете распредщиток – и как отыскать требуемый провод? Только с помощью тестера – специальной индикаторной отвёртки. Прикоснувшись к концу неизолированного провода, посмотреть, загорелся ли индикатор – это значит, что жила фазная. Если индикатор не светится – нулевая.

Знание цветовых обозначений ускоряет время поисков нужного вам кабеля, а также обеспечивает безопасность при работе с электросетью.

Способы маркировки проводки при монтаже

Существуют различные способы маркировки кабелей. Это необходимо для корректного подключения и обеспечения безопасности, так как информации по цветовым оттенкам оболочки кабеля не всегда бывает достаточно. Поэтому на провода наносятся специальные символы, обозначающие марку кабеля, его назначение, связанный с ним объект; протяженность и др.

Виды маркеров:

• Кембрики. Бывают нескольких видов: термоусадочные или из ПВХ. Кембрик – это трубка, надеваемая на провод в месте соединения или повреждения изоляции.

• Термоусадочные трубки. Самые надежные и долговечные.

• Самоламинирующиеся. Это клейкая пленка с прозрачной оболочкой. Обеспечивает защиту провода даже при сильном загрязнении.

• Бирки. Изготовлены из полимеров в белом и желтом цветах.

• Стяжки.

• Флажки.

• Ярлыки. Применяются для тонких проводов.

• Гильзы и контейнеры.

• Кольца, клипсы. Удобны при коротких маркировках.

• Площадки PKH и POH.

Применение различных видов маркировок облегчает электрикам и простым людям работу с электросетью.

Квантовые числа для атомов — Химия LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Идентификатор страницы

1709

В общей сложности четыре квантовых числа используются для полного описания движения и траекторий каждого электрона внутри атома. Комбинация всех квантовых чисел всех электронов в атоме описывается волновой функцией, удовлетворяющей уравнению Шрёдингера. Каждый электрон в атоме имеет уникальный набор квантовых чисел; Согласно принципу запрета Паули никакие два электрона не могут иметь одну и ту же комбинацию четырех квантовых чисел. Квантовые числа важны, потому что их можно использовать для определения электронной конфигурации атома и вероятного местоположения электронов атома. Квантовые числа также используются для понимания других характеристик атомов, таких как энергия ионизации и атомный радиус.

В атомах существует четыре квантовых числа: главное квантовое число ( n ), квантовое число орбитального углового момента ( l ), магнитное квантовое число ( m _l ) и квантовое число спина электрона ( м _с ). Главное квантовое число \(n\) описывает энергию электрона и наиболее вероятное расстояние электрона от ядра. Другими словами, это относится к размеру орбитали и энергетическому уровню, на котором находится электрон. Количество подоболочек, или \(l\), описывает форму орбитали. Его также можно использовать для определения количества угловых узлов. Магнитное квантовое число, m _l описывает энергетические уровни в подоболочке, а m _s относится к спину электрона, который может быть направлен вверх или вниз.

Главное квантовое число (\(n\))

Главное квантовое число, \(n\), обозначает основную электронную оболочку. Поскольку n описывает наиболее вероятное расстояние электронов от ядра, чем больше число n , тем дальше от ядра находится электрон, тем больше размер орбитали и тем больше размер атома. n может быть любым положительным целым числом, начиная с 1, так как \(n=1\) обозначает первую основную оболочку (самую внутреннюю оболочку). Первая основная оболочка также называется основным состоянием или состоянием с наименьшей энергией. Это объясняет, почему \(n\) не может быть 0 или любым отрицательным целым числом, потому что не существует атомов с нулевым или отрицательным количеством энергетических уровней/основных оболочек. Когда электрон находится в возбужденном состоянии или получает энергию, он может перейти на вторую основную оболочку, где \(n=2\). Это называется поглощением, потому что электрон «поглощает» фотоны или энергию. Известная как эмиссия, электроны также могут «излучать» энергию, когда они прыгают на более низкие основные оболочки, где n уменьшается на целые числа. С увеличением энергии электрона увеличивается и главное квантовое число, например, 9.0026 n = 3 указывает на третью основную оболочку, n = 4 указывает на четвертую основную оболочку и так далее.

\[n=1,2,3,4…\]

Пример \(\PageIndex{1}\)

Если n = 7, то какова главная электронная оболочка?

Пример \(\PageIndex{2}\)

Если электрон перепрыгнул с уровня энергии n = 5 на уровень энергии n = 3, произошло ли поглощение или испускание фотона?

Ответить

Излучение, потому что энергия теряется при испускании фотона.

Квантовое число орбитального углового момента (\(l\))

Квантовое число орбитального углового момента \(l\) определяет форму орбитали и, следовательно, угловое распределение. Количество угловых узлов равно значению квантового числа углового момента \(l\). (Для получения дополнительной информации об угловых узлах см. Электронные орбитали.) Каждое значение \(l\) указывает на конкретную подоболочку s, p, d, f (каждая уникальна по форме). Значение \(l\) зависит от главное квантовое число \(n\). В отличие от \(n\), значение \(l\) может быть равно нулю. Это также может быть положительное целое число, но оно не может быть больше, чем на единицу меньше главного квантового числа (\(n-1\)):

\[l=0, 1, 2, 3, 4…, (n-1)\]

Пример \(\PageIndex{3}\)

Если \(n = 7\), какие возможные значения \(l\)?

Ответить

Поскольку \(l\) может быть нулем или целым положительным числом меньше (\(n-1\)), оно может принимать значения 0, 1, 2, 3, 4, 5 или 6.

Пример \(\PageIndex{4}\)

Если \(l = 4\), сколько угловых узлов имеет атом?

Ответить

Количество угловых узлов равно значению l , поэтому количество узлов также равно 4.

Магнитное квантовое число (\(m_l\))

Магнитное квантовое число \(m_l\) определяет количество орбиталей и их ориентацию внутри подоболочки. Следовательно, его значение зависит от квантового числа орбитального углового момента \(l\). При заданном \(l\) \(m_l\) представляет собой интервал от \(–l\) до \(+l\), поэтому он может быть нулем, отрицательным целым числом или положительным целым числом.

\[m_l= -l, (-l +1),(-l +2),…, -2, -1, 0, 1, 2, … (l – 1), (l – 2), +l\]

Пример \(\PageIndex{5}\)

Пример: Если \(n=3\) и \(l=2\), то каковы возможные значения \(m_l\) ?

Ответить

Поскольку \(m_l\) должен находиться в диапазоне от \(–l\) до \(+l\), тогда \(m_l\) может быть: -2, -1, 0, 1 или 2.

Квантовое число спина электрона (\(m_s\))

В отличие от \(n\), \(l\) и \(m_l\), квантовое число спина электрона \(m_s\) не зависит от другое квантовое число. Он обозначает направление вращения электрона и может иметь спин +1/2, представленный ↑, или -1/2, представленный ↓. Это означает, что когда \(m_s\) положителен, электрон имеет восходящий спин, который можно назвать «спин вверх». Когда он отрицательный, электрон имеет нисходящий спин, поэтому он «спин нисходящий». Значение квантового числа спина электрона состоит в том, что оно определяет способность атома генерировать магнитное поле или нет. (Электронный спин.)

\[m_s= \pm \dfrac{1}{2}\]

Пример \(\PageIndex{5}\)

Перечислите возможные комбинации всех четырех квантовых чисел, когда \(n=2\), \(l=1\) и \(m_l=0\).

Ответить

Четвертое квантовое число не зависит от первых трех, что позволяет совпадать первым трем квантовым числам двух электронов. Так как спин может быть +1/2 или =1/2, есть две комбинации:

• \(n=2\), \(l=1\), \(m_l =0\), \(m_s=+1/2\)
• \(n=2\), \(l=1\), \(m_l=0\), \(m_s=-1/2\)

Пример \(\PageIndex{6}\)

Может ли электрон с \(m_s=1/2\) иметь направленный вниз спин?

Ответить

Нет, если значение \(m_s\) положительное, электрон «раскручивается».

Пристальный взгляд на оболочки, подоболочки и орбитали

Основные оболочки

Значение главного квантового числа n — это уровень главной электронной оболочки (главный уровень). Все орбитали с одинаковым значением n находятся на одном главном уровне. Например, все орбитали на втором главном уровне имеют главное квантовое число n=2. Чем выше значение n, тем больше количество основных электронных оболочек. Это приводит к большему расстоянию между самым дальним электроном и ядром. В результате увеличивается размер атома и его атомный радиус.

Поскольку радиус атома увеличивается, электроны удаляются от ядра. Таким образом, атому легче вытолкнуть электрон, потому что ядро ​​не оказывает на него такого сильного притяжения, и энергия ионизации уменьшается.

Пример \(\PageIndex{7}\)

Какая орбиталь имеет более высокую энергию ионизации: \(n=3\) или \(n=2\)?

Ответить

Орбиталь с n=2, потому что чем ближе электрон к ядру или чем меньше атомный радиус, тем больше энергии требуется, чтобы вытолкнуть электрон.

Подоболочки

Количество значений орбитального углового числа l также можно использовать для определения количества подоболочек в главной электронной оболочке:

• Когда n = 1, l = 0 (l принимает одно значение и, таким образом подоболочка может быть только одна)
• Когда n = 2, l = 0, 1 (l принимает два значения и, таким образом, возможны две подоболочки)
• Когда n = 3, l = 0, 1, 2 (l принимает три значения и, следовательно, существует три возможных подоболочки)

После рассмотрения приведенных выше примеров мы видим, что значение n равно количеству подоболочек в основной электронной оболочке:

• Основная оболочка с n = 1 имеет одну подоболочку
• Основная оболочка с n = 2 имеет две подоболочки
• Основная оболочка с n = 3 имеет три подоболочки

Чтобы определить тип возможных подоболочек n, этим подоболочкам были присвоены буквенные имена. Значение l определяет имя подоболочки:

Название подоболочки	Значение \(л\)
подоболочка	0
р подоболочка	1
d подоболочка	2
f подоболочка	3

Следовательно:

• Главная оболочка с n = 1 имеет одну s подоболочку (l = 0)
• Основная оболочка с n = 2 имеет одну подоболочку s и одну подоболочку p (l = 0, 1)
• Основная оболочка с n = 3 имеет одну подоболочку s, одну подоболочку p и одну подоболочку d (l = 0, 1, 2)

Мы можем обозначить главное квантовое число n и определенную подоболочку, комбинируя значение n и имя подоболочки (которое можно найти с помощью l). Например, 3p относится к третьему главному квантовому числу (n=3) и подоболочке p (l=1).

Пример \(\PageIndex{8}\)

Как называется орбиталь с квантовыми числами n=4 и l=1?

Ответить

Зная, что главное квантовое число n равно 4, и используя приведенную выше таблицу, мы можем заключить, что оно равно 4p.

Пример \(\PageIndex{9}\)

Как называются орбитали с квантовым числом n=3?

Ответить

3s, 3p и 3d. Поскольку n=3, возможные значения l = 0, 1, 2, что указывает на формы каждой подоболочки.

Орбитали

Количество орбиталей в подоболочке эквивалентно количеству значений, которые принимает магнитное квантовое число ml. Полезным уравнением для определения количества орбиталей в подоболочке является 2l +1. Это уравнение даст вам не значение ml, а число возможных значений, которые может принимать ml на конкретной орбитали. Например, если l=1 и ml может принимать значения -1, 0 или +1, значение 2l+1 будет равно трем и будет три различных орбитали. Названия орбиталей названы в честь подоболочек, в которых они находятся:

	s-орбитали	р-орбитали	d-орбитали	f орбитали
л	0	1	2	3
м л	0	-1, 0, +1	-2, -1, 0, +1, +2	-3, -2, -1, 0, +1, +2, +3
Количество орбиталей в указанной подоболочке	1	3	5	7

На рисунке ниже мы видим примеры двух орбиталей: p-орбиталь (синяя) и s-орбиталь (красная). Красная s-орбиталь — это 1s-орбиталь. Чтобы изобразить 2s-орбиталь, представьте слой, похожий на поперечное сечение челюсти, вокруг круга. Слои изображают угловые узлы атомов. Чтобы изобразить 3s-орбиталь, представьте еще один слой вокруг круга и так далее и тому подобное. Орбиталь p похожа на форму гантели, ее ориентация внутри подоболочки зависит от m _л . Форма и ориентация орбитали зависят от l и m _l .

Чтобы визуализировать и систематизировать первые три квантовых числа, мы можем думать о них как о составных частях дома. На следующем изображении крыша представляет главное квантовое число n, каждый уровень представляет подоболочку l, а каждая комната представляет различные орбитали ml в каждой подоболочке. Орбиталь s, поскольку значение ml может быть только 0, может существовать только в одной плоскости. Однако p-орбиталь имеет три возможных значения ml и, следовательно, три возможные ориентации орбиталей, показанные Px, Py и Pz. Паттерн продолжается: орбиталь d содержит 5 возможных орбитальных ориентаций, а f имеет 7:9. 0024

Еще одним полезным наглядным пособием для рассмотрения возможных орбиталей и подоболочек с набором квантовых чисел будет диаграмма электронной орбиты. (Дополнительные диаграммы электронных орбит см. в разделе « Конфигурации электронов» .) Характеристики каждого квантового числа изображены в разных областях этой диаграммы.

Ограничения

• Принцип исключения Паули: В 1926 году Вольфганг Паули обнаружил, что набор квантовых чисел специфичен для определенного электрона. То есть никакие два электрона не могут иметь одинаковые значения n, l, ml и ms. Хотя первые три квантовых числа определяют конкретную орбиталь и могут иметь одинаковые значения, четвертое имеет значение и должно иметь противоположные спины.
• Правило Хунда: орбитали могут иметь одинаковые энергетические уровни, если они находятся в одной и той же основной оболочке. Эти орбитали называются вырожденными или «равноэнергетическими». Согласно правилу Хунда, электроны заполняют орбитали по одному. Это означает, что при рисовании электронных конфигураций с помощью модели со стрелками вы должны заполнить каждую оболочку одним электроном, прежде чем начинать их спаривание. Помните, что заряд электрона отрицательный и электроны отталкиваются друг от друга. Электроны будут пытаться создать расстояние между ним и другими электронами, оставаясь неспаренными. Это также объясняет, почему спины электронов на орбитали противоположны (то есть +1/2 и -1/2).
• Принцип неопределенности Гейзенберга: Согласно принципу неопределенности Гейзенберга, мы не можем одновременно точно измерить импульс и положение электрона. По мере того, как импульс электрона становится все более и более определенным, положение электрона становится менее определенным, и наоборот. Это помогает объяснить целые квантовые числа и почему n=2,5 не может существовать как главное квантовое число. Должно быть целое число длин волн (n), чтобы электрон мог поддерживать стоячую волну. Если бы существовали парциальные волны, то целые волны и парциальные волны компенсировали бы друг друга, и частица не двигалась бы. Если бы частица покоилась, то ее положение и импульс были бы определенными. Поскольку это не так, n должно иметь целочисленное значение. Дело не в том, что главное квантовое число может быть измерено только целыми числами, а в том, что гребень одной волны будет накладываться на впадину другой, и волна гаснет.

Ссылки

1. Чанг, Рэймонд. Физическая химия для биологических наук. 2005, Университетские научные книги. стр. 427-428.
2. Гиллеспи, Рональд. Демистификация вводной химии. Форум: вклад Целевой группы по общей химии. 1996: 73; 617-622.
3. Петруччи, Ральф. Общая химия: принципы и современные приложения, десятое издание.

Проблемы

1. Предположим, что все, что вы знаете об определенном электроне, это то, что его главное квантовое число равно 3. Каковы возможные значения остальных четырех квантовых чисел?
2. Возможно ли иметь электрон с такими квантовыми числами: \(n=2\), \(l=1\), \(m_l=3\), \(m_s=1/2\)? Почему или почему нет?
3. Возможно ли иметь два электрона с одинаковыми \(n\), \(l\) и \(m_l\)?
4. Сколько подоболочек находится на главном квантовом уровне \(n=3\)?
5. Какой тип орбитали обозначается квантовыми числами \(n=4\), \(l=3\) и \(m_l=0\)?

Решения

1. • Когда \(n=3\), \(l=0\), \(m_l = 0\) и \(m_s=+1/2 \text{ или } -1/2\)
   • \(l=1\), \(m_l = -1, 0 или +1\) и \(m_s=+1/2 \text{ или } -1/2\)
   • \(l=2\), \(m_l = -2, -1, 0, 1, \text{ или }+2\) и \(m_s=+1/2 \text{ или } -1/ 2\)
2. Нет, это невозможно. \(m_l=3\) не находится в диапазоне от \(-l\) до \(+l\). Значение должно быть равно -1, 0 или +1.
3. Да, возможно иметь два электрона с одинаковыми \(n\), \(l\) и \(m_l\). Спин одного электрона должен быть +1/2, а спин другого электрона должен быть -1/2.
4. На главном квантовом уровне \(n=3\) есть три подоболочки.
5. Поскольку \(l=3\) относится к подоболочке f, тип представленной орбитали — 4f (комбинация главного квантового числа n и имени подоболочки).

Авторы и авторство

---

Quantum Numbers for Atoms распространяется по незаявленной лицензии и был создан, изменен и/или курирован LibreTexts.

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или Страница

   Показать страницу TOC

   № на стр.

2. Теги

   1. квантовые числа

Квантовые числа и электронная структура

Квантовые числа и электронная структура

Квантовые числа и электронная структура

Таблица квантовых чисел |

Слайд-шоу «Структура атома»  |

Тесты по квантовой химии

Для объяснения поведения электрона в атоме недостаточно
описать электрон просто как отрицательно заряженную частицу; его волнообразный
свойства тоже надо учитывать. Первое такое описание электрона
пришел в 1926 с развитием волнового уравнения Шрёдингера. Филиал
наука, занимающаяся решением волновых уравнений, называется квантовой
механика (или волновая механика). Каждое решение волнового уравнения характеризуется
тремя целыми числами, называемыми квантовыми числами. Каждое решение соответствует
дискретной энергии и определяет область пространства вокруг ядра (называемую
орбиталь), где обычно находится электрон с такой энергией. Четвертый
квантовое число также необходимо для уникального описания уравнения.

Согласно квантово-механической модели разрешенные энергетические уровни
электрон состоит из одной или нескольких орбиталей, и распределение электронов
относительно ядра определяется количеством и видами энергетических уровней
что заняты. Поэтому, чтобы понять, как электроны
распределены, мы должны сначала изучить энергетические уровни. Это лучше всего удается
через обсуждение четырех квантовых чисел. Наиболее важные аспекты
каждого квантового числа представлены ниже.

Главное квантовое число, n . Электронные энергетические уровни
в атоме примерно организованы в основные уровни (или оболочки), как указано
по н. Значение n дает представление о положении электрона в
уровень энергии относительно ядра; чем больше значение n, тем
чем больше среднее расстояние электрона от ядра, тем выше
его энергия. Главное квантовое число может иметь следующие значения: n
= 1, 2, 3, 4, . .

Азимутальное квантовое число (также называемое вспомогательным или вторичным),
л . Каждый главный энергетический уровень может быть разбит на близко расположенные
подуровни (или подуровни), как указано в 1 . Это квантовое число может
правильнее назвать квантовым числом формы орбиты, поскольку каждая орбиталь
в данном типе подуровня (т. е. заданное значение l ) имеет то же самое
форму «электронного облака». Например, когда l = 0, орбиталь сферическая.
Для каждого основного энергетического уровня (обозначенного цифрой n ) есть n
подуровней (т.е. n значений l ): l =0,1,2,3,(
№ -1). Подуровни обычно обозначаются буквами. л
= 0,1,2,3,4,5, ½ подуровни обозначаются как s , p ,
г , ж , г ,. подуровней соответственно. Для известных элементов
значение l выше 3 (подуровень f ) не требуется.

Два квантовых числа ( n и l ) необходимо указать конкретное
энергетический подуровень.

Магнитное квантовое число, m _l . Каждая орбиталь внутри
тот или иной подуровень отличается своим значением
м _л . Это квантовое число может быть более точно названо орбитальным
ориентационное квантовое число. В каждом энергетическом подуровне (обозначается l )
существует 2 l +1 возможных независимых ориентаций электронного облака.
Каждая ориентация определяется значением ml и называется орбиталью.

м _л = л , ( л -1), ( л -2), 0
-( л -2), -( л -1), — л или м _л = 0,
±1, ±2, ±3, ± 1

Все орбитали данного подуровня имеют одинаковую энергию (они вырождены).
В присутствии магнитного поля их различная ориентация заставляет их
иметь разные энергии.

Три квантовых числа ( n , l и м _л ) являются
необходимо указать конкретную орбиталь.

Спиновое квантовое число, м _с . Электрон вращается
его собственная ось характеризуется м _с . Есть два возможных
направления вращения: м _с = +1/2 или -1/2. Поскольку спиннинг
заряд создает магнитное поле, электрон имеет магнитное поле, связанное
с этим. Два электрона на одной орбитали наиболее стабильны, когда они
противоположные спины (+1/2 и -1/2) из-за магнитного притяжения. Такие электроны
называются спаренными электронами или магнитными полями друг друга, но неспаренные
электрон может быть обнаружен магнитными измерениями. На самом деле элементы с
неспаренный электрон притягивается магнитными полями; такие элементы называются
парамагнитный. Магнитные измерения показали, что электроны распределены
среди орбиталей подуровня таким образом, чтобы получить максимальное число
неспаренные электроны с параллельными спинами (все м _с значения имеют
тот же знак).

Четыре квантовых числа ( n , l , m _l и
m _s ) необходимы для указания конкретного электрона.

Следующий список представляет собой сжатие наиболее полезной информации.
относящиеся к квантовым числам и электронной структуре.

1. Четыре квантовых числа:
   • n = 1, 2, 3,
   • л = 0, 1, 2, 3, . ( н -1)
   • м _л = 0, ±1, ±2, ±3, ± л
   • м _с = +1/2 или -1/2

2. Типы подуровней

   QN л	Тип	Орбиты	Всего электронов		QN л	Тип	Орбиты	Всего электронов
   0	с	1	2		3	ф	7	14
   1	р	3	6		4	г	9	18
   2	д	5	10		5	ч	11	22

3. Главный энергетический уровень n содержит: (а) n подуровней (б)
   n ² орбиталей (в) 2 n ² электронов максимум
   (см. таблицу выше)
4. Подуровень l содержит: (а) 2 l +1 орбиталей (б) 2(2 l +1) электронов
   максимум
5. В основном состоянии электроны заполняют орбитали так, что полная энергия
   атом сведен к минимуму.
6. Энергии подуровней увеличиваются по мере: а) увеличения n:
   1 с <2 с <3 с ;
   2 p <3 p <4 p .. и т. д. (b) l увеличивается:
   2 с <2 р ; 3 с <3 р <3 д ;
   4 с <4 р <4 д <4 ж ; и т.п.
7. Каждая орбиталь может содержать максимум два электрона; они должны быть в паре.
8. На данном подуровне электроны распределяются по орбиталям так, как
   что дает максимальное количество неспаренных электронов с параллельными спинами.
9. Для данного значения l форма орбиты остается прежней. Например,
   орбитали с l = 0 (1 s , 2 s , 3 s и т. д. подуровни)
   все сферические.
10. Заданное значение n обозначает определенный главный уровень энергии. Данный
    значения n и l обозначают определенный энергетический подуровень. Данный
    значения n , l и m _l обозначают конкретное
    орбитальный. Данные значения n , l , m _l , и
    m _s обозначают конкретный электрон.

Чтобы рассмотреть определения и взаимосвязи 4 квантовых чисел,
изучить эту таблицу. Тщательное изучение покажет, что таблица соответствует
заявления, перечисленные выше.

н	л	м л	подоболочка	Количество орбиталей в подоболочке	Количество электронов в подоболочке
1	0	0	1с	1	2
2	0	0	2 с	1	2
2	1	-1, 0, +1	2 шт.	3	6
3	0	0	3 с	1	2
3	1	-1, 0, +1	3р	3	6
3	2	-2, -1, 0, +1, +2	3д	5	10
4	0	0	4с	1	2
4	1	-1, 0, +1	4 шт.	3	6
4	2	-2, -1, 0, +1, +2	4д	5	10
4	3	-3, -2, -1, 0, +1, +2, +3	4ф	7	14

Существует два распространенных метода указания расположения электронов в
атом. Если не указано иное, состояние с наименьшей энергией (основное состояние)
дано. Этими методами являются электронные конфигурации и диаграммы атомных орбит.

Электронная конфигурация показывает распределение электронов по подуровням с использованием
квантовые числа n и l, где l обозначается буквой
обозначение ( с , р , д , ф и др.). Например,
обозначение 3 d ⁴ указывает на 4 электрона в d
подуровень ( l =2) n =3 главного энергетического уровня. Ты
ссылается на главу 7 в учебнике, где полное обсуждение электрона
конфигурацию можно найти.

Атомная орбитальная диаграмма показывает распределение электронов в атоме с помощью
диаграммы, учитывающей распределение по всем четырем квантовым числам.

1. Орбиталь изображается прямоугольником, кружком или линией.
2. Электрон показан стрелкой.
3. Стрелки также показывают спин электрона, так что когда два электрона
   находятся на одной орбитали, стрелки указывают в противоположных направлениях, чтобы представить
   их противоположные вращения.
4. Подуровни показаны обозначением под соответствующими орбиталями (см.
   примеры ниже).

На рисунке ниже атомная орбитальная диаграмма используется для иллюстрации
порядок заполнения первых десяти электронов, как показано введенными числами
в коробках. В качестве примера рассмотрим электронную структуру серы.

Поскольку сера имеет 16 электронов, ее электронная конфигурация
1 с ² 2 с ² 2 с ⁶
3 s ² 3 p ⁴

Атомная орбитальная диаграмма серы с двумя неспаренными электронами:

На приведенной ниже диаграмме показан порядок заполнения орбиты электронами. Запомнить
что электроны помещаются на самую низкую доступную энергетическую орбиталь, прежде чем заполнить
на орбиту с более высокой энергией. Кроме того, вы всегда ставите один электрон
на каждой из вырожденных орбиталей определенного энергетического уровня, прежде чем положить
второй электрон на любой из орбиталей той же энергии (правило Хунда).