题目
四个量子数中,I是第二量子数,它决定体系角动量和电子几率分布的空间对称性。
四个量子数中,I是第二量子数,它决定体系角动量和电子几率分布的空间对称性。
题目解答
答案
正确
解析
本题考查对原子量子数中第二量子数(角量子数)的理解。核心在于明确第二量子数的物理意义及其在原子结构中的作用。
关键点:
- 第二量子数(通常用$l$表示)的取值范围由主量子数$n$决定,即$l=0,1,2,\dots,n-1$。
- 它决定了原子轨道的角动量大小以及电子云分布的空间对称性(如$s$、$p$、$d$轨道的形状差异)。
- 需区分第二量子数与其他量子数(如主量子数$n$、磁量子数$m_l$)的功能差异。
第二量子数$l$的作用:
- 角动量的决定者:
原子轨道的角动量大小为$\sqrt{l(l+1)}\hbar$,其中$l$的取值直接决定角动量的可能值。 - 电子云空间对称性的决定者:
- $l=0$对应$s$轨道(球形对称);
- $l=1$对应$p$轨道(哑铃形,三个互相垂直的方向);
- $l=2$对应$d$轨道(复杂多面体形状)。
- 与主量子数$n$的关系:
$l$的取值上限为$n-1$,例如当$n=3$时,$l$可取$0,1,2$,对应$3s$、$3p$、$3d$轨道。
题目判断依据:
题目中描述“第二量子数决定角动量和电子几率分布的空间对称性”完全正确,与上述分析一致。