Главное квантовое число

Шаблон:Ароматы и квантовые числа Главное квантовое число — целое число, для водорода и водородоподобных атомов определяет возможные значения энергии. В случаях сложных атомов нумерует уровни энергии с фиксированным значением азимутального (орбитального) квантового числа $l$:

$n=l+1,l+2,l+3,\dots .$

Является первым в ряду квантовых чисел, который включает в себя главное, орбитальное и магнитное квантовые числа, а также спин. Эти четыре квантовых числа определяют уникальное состояние электрона в атоме (его волновую функцию). При увеличении главного квантового числа возрастает энергия электрона. Максимальное возможное значение главного квантового числа для электронов атома элемента в основном состоянии равно номеру периода элемента.

Главное квантовое число обозначается как $n$. Исторически энергетическим уровням атомов были приписаны обозначения $K,L,M,N,O,P,Q$. Эти обозначения используются параллельно с указанием значений главного квантового числа $n$. Так, $K$-оболочкой называется энергетический уровень, для которого $n=1$, $L$-оболочкой — энергетический уровень с $n=2$ и т. д. Главное квантовое число связано с радиальным квантовым числом, n_r, выражением:

$n=n_r+\ell +1$

где ℓ — орбитальное квантовое число и n_r равно числу узлов радиальной части волновой функции. Наибольшее возможное число электронов на энергетическом уровне с учётом спина электрона определяется по формуле $N=2n^2$.