Numero quantico orbitale

Il numero quantico orbitale è il numero quantico che determina il modulo quadro dell'operatore momento angolare orbitale. Insieme al numero quantico principale, al numero quantico magnetico e al numero quantico di spin, descrive in modo univoco lo stato di una particella come l'elettrone. È talvolta impropriamente detto numero quantico azimutale o numero quantico angolare o ancora numero quantico rotazionale.

Definizione

Il numero quantico orbitale $l$ può assumere solo i valori interi $0,1,\ldots ,n-1$ , dove $n$ è un numero intero positivo. L'equazione agli autovalori per l'operatore momento angolare orbitale al quadrato, indicato con ${\hat {\mathbf {L} }}^{2}$ , è:^[1]

{\hat {\mathbf {L} }}^{2}|l,m\rangle =l(l+1)\hbar ^{2}|l,m\rangle

dove $l=0,1,\dots$ è il numero quantico orbitale.

Nel caso in cui si consideri un elettrone legato ad un nucleo per formare un atomo il numero quantico orbitale può assumere solo i valori che vanno da $0$ a $n-1$ , dove $n$ è numero quantico principale, che identifica il livello energetico. Ciò permette di identificare il tipo di orbitale entro cui si trova l'elettrone, cioè se:

$l=0$ l'orbitale è chiamato di tipo $s$ (dall'inglese sharp);
$l=1$ l'orbitale è chiamato di tipo $p$ (dall'inglese principal);
$l=2$ l'orbitale è chiamato di tipo $d$ (dall'inglese diffuse);
$l=3$ l'orbitale è chiamato di tipo $f$ (dall'inglese fundamental);
da $l=4$ in poi la lettera che definisce l'orbitale segue l'ordine alfabetico ( $g$ , $h$ , $i$ e così via).

Numero quantico magnetico

Associato a questo, c'è anche il numero quantico magnetico, che descrive la componente $z$ del momento angolare orbitale.

Note

↑ Nicola Manini, Introduction to the Physics of Matter, Springer, 2014, ISBN 978-3-319-14381-1. p.16

Bibliografia

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J. J. Sakurai, Meccanica quantistica moderna, Zanichelli, 2014, ISBN 978-88-082-6656-9.
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(EN) G. t'Hooft, In Search of the Ultimate Building Blocks, Cambridge University Press, 2001, ISBN 978-0-521-57883-7.
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(EN) F. Mandl e G. Shaw, Quantum Field Theory, John Wiley & Sons Inc, 2010, ISBN 0-471-94186-7.
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Voci correlate

Collegamenti esterni

(EN) orbital angular momentum / orbital quantum number, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.

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[1] Nicola Manini, Introduction to the Physics of Matter, Springer, 2014, ISBN 978-3-319-14381-1. p.16

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