Kvantu skaitļi

Kvantu skaitļi ir lielumi kvantu fizikā un ķīmijā, kas raksturo sistēmas iespējamos stāvokļus. Ūdeņradim un citiem atomiem ar vienu valences elektronu nepieciešami četri kvantu skaitļi:

• Galvenais kvantu skaitlis $n$- nosaka elektronu potenciālo enerģiju un attālumu no kodola. Maksimālais iespējamais elektronu skaits N katrā līmenī ir $N=2n^{2}$;
• Orbitālais kvantu skaitlis $l$- nosaka elektronu orbitāles formu. Vērtības ir robežās no 0 līdz $(n-1)$. Maksimālais iespējamais elektronu skaits konkrētajā apakšlīmenī ir $N=2(2l+1)$;
• Magnētiskais kvantu skaitlis $m_{l}$- nosaka orbitāļu orientāciju telpā, jeb cik dažādos veidos attiecīgās orbitāles var telpā atrasties. Tas var pieņemt vērtības $m_{l}$ = no $-l$ līdz $+l$, jeb $m_{l}$ = $-l$, $(-l+1)$, ..., 0, ..., $(+l-1)$, $+l$;
• Spina kvantu skaitlis $s$- nosaka elektrona rotāciju ap savu asi. Iespējamās vērtības ir -1/2 un +1/2, kas atbilst pulksteņrādītājvirzienam un pretēji tam.

Viena valences elektrona orbitāles 1s, 2p, 3d, 4f gadījumos.

Lai raksturotu citas sistēmas, nepieciešami citi kvantu skaitļi. Piemēram, subatomiskajiem kvarkiem nepieciešams ieviest to tipu: U kvarks, D kvarks, S kvarks, C kvarks, B kvarks, T kvarks, kuriem klasiskajā fizikā nav analoga.

Pēc Pauli aizlieguma principa diviem elektroniem kādā sistēmā nedrīkst būt tā pati kopa ar kvantu skaitļiem.