磁量子数的物理意义

问题描述

精选答案

意义：磁量子数m决定原子轨道在空间的取向。某种形状的原子轨道，可以在空间取不同方向的伸展方向，从而得到几个空间取向不同的原子轨道。这是根据线状光谱在磁场中还能发生分裂，显示出微小的能量差别的现象得出的结果。

以p轨道为例，磁量子数可以取值m=0，+1，-1三种，分别对应p轨道的在空间的三种不同伸展方向，即x轴，y轴，z轴三个方向。若为d轨道，则伸展方向更多，有5种，具体方向和形状可以参阅任何一本无机化学书。

概述

磁量子数代表每个亚层的轨道（轨道方向）。同一亚层（l值相同）的几条轨道对原子核的取向不同。为了解释磁场对原子光谱的影响，量子理论必须进一步予以扩充。

按照经典理论，电子在磁场中的能量取决于和轨道运动及自旋运动：有关的磁矩的取向，因而正是磁场使得某一给定的能级扩展为与电子在磁场中的磁矩的平行和反平行相对应的两个能量值之间的很狭窄的能量范围。