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 ${\displaystyle l}$ :

${\displaystyle n=l+1,\ l+2,\ l+3,\ \ldots .}$

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

${\displaystyle n=n_{r}+\ell +1\,}$

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 ${\displaystyle N=2n^{2}}$ .

Примечания