基础电子 - 材料

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物质由分子组成，分子又由Atomics组成。根据玻尔的理论，“Atomics由带正电的Atomics核和许多带负电的电子组成，这些电子围绕Atomics核以各种轨道旋转”。当电子从较低态提升到较高态时，称为被激发。在激发时，如果电子完全从Atomics核中移出，则Atomics被电离。因此，Atomics从正常状态提升到电离状态的过程称为电离。

下图显示了Atomics的结构。

根据玻尔模型，电子被认为在特定的轨道中移动，而根据量子力学，电子被认为位于Atomics自由空间中的某个位置，称为轨道。这个量子力学理论被证明是正确的。因此，可能发现电子的三维边界称为Atomics轨道。

量子数

电子移动的每个轨道的能量和形状都不同。轨道的能级可以使用称为量子数的离散积分和半积分集来表示。有四个量子数用于定义波函数。

主量子数

描述电子的第一个量子数是主量子数。它的符号是n。它指定数字的大小或顺序（能级）。随着n值的增加，电子到Atomics核的平均距离也增加，电子的能量也增加。主能级可以理解为外壳。

角动量量子数

这个量子数以l为符号。这个l表示轨道的形状。其范围从0到n-1。

l = 0, 1, 2 …n-1

对于第一个壳，n = 1。

即，对于 n-1，l = 0 是 n = 1 时 l 的唯一可能值。

因此，当l = 0时，称为S轨道。S的形状是球形的。下图表示S的形状。

如果 n = 2，则 l = 0、1，因为这是 n = 2 的两个可能值。

我们知道当l = 0时它是S轨道，但如果l = 1，它是P轨道。

电子更容易找到的 P 轨道呈哑铃形。如下图所示。

磁量子数

该量子数用m _l表示，表示围绕Atomics核的轨道的方向。_{m l}的值取决于 l。

$$m_{l}= \int (-l\:\:到\:+l)$$

当 l = 0、m _l = 0 时，这代表 S 轨道。

对于 l = 1、m _l = -1、0、+1，这是三个可能的值，这代表 P 轨道。

因此我们有三个 P 轨道，如下图所示。

自旋量子数

这用m _s表示，这里的电子在轴上旋转。电子旋转的运动可以是顺时针或逆时针，如下所示。

该自旋量子数的可能值如下：

$$m_{s}= +\frac{1}{2}\:\:上$$

对于称为旋转向上的运动，结果是正一半。

$$m_{s}= -\frac{1}{2}\:\:向下$$

对于称为旋转下降的运动，结果是负一半。

这是四个量子数。

泡利不相容原理

根据泡利不相容原理，Atomics中没有两个电子可以具有相同的四个相同量子数。这意味着，如果任何两个电子具有相同的 n、s、ml 值（正如我们上面刚刚讨论的），那么它们的 l 值肯定会不同。因此，没有两个电子具有相同的能量。

电子外壳

如果 n = 1 是壳层，则 l = 0 是子壳层。

同样，n = 2 是一个壳层，l = 0, 1 是一个子壳层。

n=1、2、3……对应的电子壳层分别用K、L、M、N表示。对应于l = 0、1、2、3等的子壳层或轨道分别用s、p、d、f等表示。

让我们看一下碳、硅和锗（IV-A 族）的电子排布。

据观察，每种情况下最外层的 p 子壳层仅包含两个电子。但电子的可能数量是六个。因此，每个最外层都有四个价电子。因此，Atomics中的每个电子都具有特定的能量。任何物质的分子内部的Atomics排列几乎都是这样的。但Atomics之间的间距因材料而异。