عدد كمي
الأعداد الكمومية أعداد صحيحة أو نصف صحيحة تحدد حالة الجسيم الدقيق. يوصف الإلكترون في الذرة بأربعة أعداد: العدد الرئيسي n يحدد الطاقة وحجم الفلك (منطقة الوجود المحتمل للإلكترون)؛ المداري l – شكل تلك المنطقة؛ المغناطيسي m – اتجاه الفلك في الفراغ؛ السبيني s – اتجاه الدوران الذاتي للإلكترون. تنشأ هذه الأعداد كقيم مسموحة للكميات الفيزيائية المحسوبة في ميكانيكا الكم، وتخضع لمبدأ باولي: لا يمكن لفرميونين (جسيمات بسبين نصف صحيح) أن يكون لهما نفس مجموعة الأعداد الكمومية. يفسر هذا توزع الإلكترونات على الأغلفة وبنية الجدول الدوري للعناصر.
التاريخ
ظهر مفهوم الأعداد الكمومية في نموذج الذرة لنيلز بور عام 1913. لاحقاً، أدخل فولفغانغ باولي مبدأ الاستبعاد والعدد السبيني، متمماً النظرية.
كيف يعمل
تتجلى الأعداد الكمومية في أن الذرات تشع ضوءاً بأطوال موجية محددة فقط. مثلاً، يشع الصوديوم المتوهج ضوءاً أصفر – ذلك نتيجة انتقالات الإلكترونات بين مستويات تحددها الأعداد الكمومية.
💡 لولا مبدأ باولي، لشغلت كل إلكترونات الذرة أدنى مستوى طاقة، ولاختفى التنوع الكيميائي – ولكان الكون مكوناً من ذرات متطابقة.