Liczby kwantowe są kluczowymi parametrami opisującymi stan kwantowy elektronów w atomach. Każdy elektron w atomie jest opisywany przez cztery liczby kwantowe: główną liczbę kwantową (n), poboczną liczbę kwantową (l), magnetyczną liczbę kwantową (m) oraz magnetyczną spinową liczbę kwantową (m_s). 

Główna liczba kwantowa (n)
– Symbol: n
– Zakres wartości: n = 1, 2, 3, …
– Znaczenie: Określa główny poziom energetyczny elektronu w atomie i jest związana z odległością elektronu od jądra atomowego. Im większa wartość n, tym wyższy poziom energetyczny i dalej elektron znajduje się od jądra.
– Powłoki elektronowe: Elektrony z tym samym n znajdują się w tej samej powłoce.

Poboczna liczba kwantowa l
– Symbol: l
– Zakres wartości: l = 0, 1, 2, …, (n-1)
– Znaczenie: Określa kształt orbitali, w których może znajdować się elektron. Każda wartość (l) odpowiada innemu orbitalowi.

– Oznaczenia literowe:
– (l = 0): orbital s
– (l = 1): orbital p
– (l = 2): orbital d
– (l = 3): orbital f

Magnetyczna liczba kwantowa (m)
– Symbol: m
– Zakres wartości: m = -l, …, 0, …, (l)
– Znaczenie: Określa orientację orbitalu w przestrzeni. Dla danego l, istnieje (2l + 1) możliwych wartości m, co odpowiada liczbie możliwych orientacji orbitali w przestrzeni.
– Przykłady:
– Dla (l = 1) (orbital p), m może być -1, 0, lub +1.
– Dla (l = 2) (orbital d), m może być -2, -1, 0, +1, lub +2.

Magnetyczna spinowa liczba kwantowa m_s
– Symbol: m_s
– Zakres wartości:  -1/2, +1/2
– Znaczenie: Określa spin elektronu, który jest jego własnym momentem pędu. Spin jest fundamentalną właściwością elektronów i może mieć jedną z dwóch możliwych wartości: „spin w górę” (+1/2) lub „spin w dół” (-1/2).

 Zasady dotyczące liczb kwantowych
1. Zakaz Pauliego: W jednym atomie nie mogą istnieć dwa elektrony o identycznym zestawie wszystkich czterech liczb kwantowych.
2. Zasada Hunda: Elektrony najpierw zajmują dostępne orbitale pojedynczo z równoległymi spinami, zanim zaczną tworzyć pary.
3. Reguła Aufbau: Elektrony zajmują orbitale o najniższej dostępnej energii najpierw.

 Znaczenie liczb kwantowych w chemii
Liczby kwantowe pozwalają na opisanie struktury elektronowej atomów i zrozumienie ich właściwości chemicznych oraz zachowań w reakcjach chemicznych. Dzięki nim można wyjaśnić konfiguracje elektronowe, układ okresowy pierwiastków i związane z nim prawa chemiczne.