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Calculadora de números quânticos

Os números 2, 1, 0 e +1/2 descrevem um elétron válido em um orbital 2p, que comporta 2 elétrons. Digite n, l, ml e ms para conferi-los com as regras de seleção e ver o orbital e a capacidade da subcamada e da camada. Grátis no seu navegador.

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Se você digitar
N
2
L
1
Ml
0
Ms
0,5
Você obtém
Orbital
2p
Letra do orbital
p
Rótulo de ms
+1/2
Número de elétrons permitido
2

Quatro números quânticos rotulam de forma única cada estado eletrônico permitido em um átomo hidrogenoide: o número quântico principal n, o azimutal l, o magnético ml e o de spin ms. Esta calculadora de números quânticos confere esses quatro valores com as regras de seleção espectroscópicas, nomeia o orbital e devolve a capacidade orbital — a contagem de elétrons que aquele orbital espacial pode abrigar pelo princípio de exclusão de Pauli. Estudantes que conferem a lição de casa, tutores que montam corretores automáticos e cadernos que precisam rejeitar um l ou um ml ilegais precisam de um contrato determinístico em vez de uma tabela copiada da margem de um manual.

O que significam os quatro números quânticos e quais combinações são permitidas

Os quatro números quânticos de um elétron em um potencial central não são rótulos independentes que você escolhe em quatro menus alheios. O número quântico principal n é um inteiro positivo que fixa a camada e a escala de energia de um átomo hidrogenoide. O número quântico azimutal l, também chamado de momento angular orbital, é um inteiro de zero até n menos um; nomeia a subcamada e a letra espectroscópica da notação orbital.

O número quântico magnético ml é um inteiro de menos l até mais l e distingue os orbitais espaciais dentro dessa subcamada. O número quântico magnético de spin ms vale somente mais um meio ou menos um meio, as duas projeções do spin eletrônico um meio no eixo de quantização. Juntos eles escolhem um estado de um elétron único.

Esta calculadora impõe essas desigualdades nessa ordem: primeiro n, depois l contra n, em seguida ml contra l e por fim ms contra os dois seminteiros permitidos. Uma combinação como n igual a dois e l igual a dois é ilegal porque l não pode atingir n, e um número magnético cujo valor absoluto exceda l é ilegal mesmo quando n e l estão corretos.

O nome do orbital é n seguido da letra espectroscópica de l, de modo que dois e um viram 2p, três e dois viram 3d, e um e zero viram 1s. As letras seguem a sequência convencional s, p, d, f, g, h, i, k e adiante, omitindo j. São as mesmas regras de seleção hidrogenoides ensinadas em química geral e em mecânica quântica introdutória; não codificam símbolos de termo multi-eletrônicos, o momento angular total J nem a estrutura fina relativística, que são outros modelos e outras buscas.

Conferências escolares das regras de seleção

Permita que estudantes enviem n, l, ml e ms e verifiquem o nome do orbital mais a contagem de elétrons permitidos, com um erro claro quando l ≥ n ou |ml| > l.

Textos de estrutura atômica e cadernos de laboratório

Incorpore uma calculadora de números quânticos ao vivo em um artigo de camadas e subcamadas, ou converta tuplas (n, l, ml, ms) armazenadas em rótulos de orbital e capacidades em um caderno de laboratório.

Como validar os números quânticos n, l, ml e ms?

Envie inteiros finitos n (1–20), l (0 até n−1) e ml (−l até +l), mais ms igual a 0.5 ou −0.5.

Por que l não pode ser igual a n?

Porque o número azimutal só vai de zero a n menos um. Um número principal 2 admite l igual a 0 ou 1, então uma combinação com l igual a 2 é recusada.

Quantos elétrons cabem em uma subcamada ou em uma camada?

Cada orbital comporta 2, uma subcamada 2(2l+1) e uma camada 2n². Num estado 2p isso significa 6 elétrons na subcamada e 8 em toda a segunda camada.

Como informo o número quântico de spin?

Como mais um meio ou menos um meio, digitado 0,5 ou −0,5. Qualquer outro valor é recusado, porque o spin do elétron só tem essas duas projeções.

Ela dá a configuração eletrônica de um elemento?

Não. Ela confere um único estado do elétron e nomeia o orbital; nunca busca a configuração fundamental a partir do número atômico. Para isso, use uma ferramenta de configuração eletrônica.

Tudo nesta página está disponível via API. Esta seção é para equipes que querem integrar a ferramenta aos próprios sistemas; quem não precisa disso pode simplesmente usar a ferramenta acima.

POSThttps://api.kit.forhosting.com/phys/quantum-number

Autenticação por token Bearer. Um único POST coloca a tarefa na fila; o resultado chega por webhook ou link assinado.

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/phys/quantum-number \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"n":2,"l":1,"ml":0,"ms":0.5}'
{
  "n": 2,
  "l": 1,
  "ml": 0,
  "ms": 0.5
}
{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "phys.quantum_number",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

A API é assíncrona: cada chamada devolve um task_id na hora. Se preferir polling, consulte o status a até 1 requisição por segundo.

por chamadaUS$ 0,002

Preço publicado, sem tokens nem créditos escondidos. Tarefa que falha não é cobrada.

max_n20
HTTPCódigoO que significa
401unauthorizedToken ausente ou inválido. Confira o header Authorization.
402insufficient_balanceSaldo insuficiente para esta tarefa. Faça uma recarga e tente de novo.
404unknown_typeEsse tipo de tarefa não existe. Confira o campo type no catálogo.
429rate_limitedMuitas requisições em pouco tempo. Espere um instante e tente de novo.

Um número quântico fora da faixa falha com invalid_input e não é cobrado. Chamadas API bem-sucedidas custam US$ 0,002; validação falha não consome saldo.

Contrato de entrada, capacidade orbital e o que acontece quando um número quântico é ilegal

O campo de spin deve ser mais um meio ou menos um meio, escrito como 0.5 ou menos 0.5. Falhas de regra de seleção nomeiam o número quântico ofensor e o intervalo legal: n deve ficar entre um e vinte inclusive para que as letras espectroscópicas fiquem definidas, l deve cumprir de zero até n menos um, e ml de menos l até mais l. Formula reenuncia as desigualdades e as três identidades de capacidade. O motor nunca consulta uma configuração do estado fundamental a partir do número atômico; essa busca pertence a uma ferramenta de configuração eletrônica, não a este validador de números quânticos. Envie um corpo JSON com quatro campos obrigatórios: n, o número quântico principal; l, o azimutal; ml, o magnético; e ms, a projeção de spin. Cada um de n, l e ml deve ser um inteiro finito, como número JSON ou como string numérica estrita. Os aliases principal, azimuthal, ell, magnetic, m, m_l, spin e m_s são aceitos para que cadernos de laboratório e cargas existentes mapeiem sem renomear a chave. Campos ausentes, strings vazias, não inteiros e tokens não finitos falham com invalid_input nomeando o campo e não são cobrados. Em caso de sucesso, o corpo ecoa os quatro números, põe valid em true, informa orbital e orbital_letter, rotula ms como +1/2 ou -1/2 e devolve allowed_electron_count igual à capacidade orbital dois, porque um orbital espacial especificado por n, l e ml abriga dois elétrons de spin oposto segundo Pauli. O mesmo payload informa subshell_capacity como duas vezes dois l mais um e shell_capacity como dois n ao quadrado, mais a lista allowed_l daquele n e a lista allowed_ml daquele l, para que um corretor mostre os vizinhos legais sem uma segunda chamada.

Onde uma calculadora de números quânticos se paga e quanto custa

Salas de aula e plataformas de tutoria usam uma calculadora de números quânticos para que aprendizes confiram se uma tupla n, l, ml, ms é legal e quantos elétrons cabem naquele orbital, naquela subcamada e naquela camada, sem inverter o sinal de ml nem escrever l igual a n por hábito. Cadernos de laboratório que já armazenam quatro números quânticos podem convertê-los em um rótulo de orbital e uma capacidade sem um sistema de álgebra computacional. Validação falha não consome saldo. Geradores de prova e plugins LMS precisam de um oráculo determinístico que marque um número magnético ilegal como invalid_input em vez de devolver em silêncio uma capacidade que um corretor defeituoso poderia tratar como acerto. Como a implementação é parse de tier A pura, cada chamada bem-sucedida custa o preço-base publicado US$ 0,002, sem tokens de modelo e sem rede de saída. Use a ferramenta da página para um único estado eletrônico na mesa; use a API quando um corretor, um plugin CMS ou um pipeline de dados precisar do mesmo contrato sob saldo KIT. Não envie um número atômico e espere uma configuração do estado fundamental, e não envie símbolos de termo espectroscópicos esperando um decodificador de J total; este endpoint valida números quânticos hidrogenoides de um elétron e só devolve capacidades de orbital, subcamada e camada. Fixe allowed_electron_count nos testes, mantenha n dentro da faixa publicada e você obtém conferências de regras de seleção reproduzíveis para lição de casa, divulgação e workers de borda sem montar infraestrutura de física simbólica própria.

Geradores de prova e correção automática LMS

Corrija itens de números quânticos com um oráculo determinístico que rejeite combinações ilegais como invalid_input em vez de inventar uma capacidade.

Que contagem de elétrons permitidos a calculadora devolve?

allowed_electron_count é a capacidade orbital 2 (ocupação de Pauli do orbital espacial n, l, ml). O mesmo payload também informa subshell_capacity = 2(2l+1) e shell_capacity = 2n².

Por que l = 2 é ilegal quando n = 2?

O número quântico azimutal deve cumprir 0 ≤ l ≤ n−1. Para n = 2 os valores legais são 0 e 1 (2s e 2p). l = 2 seria uma subcamada 2d, que as regras hidrogenoides proíbem; a tarefa falha com invalid_input.

Quais valores de ms são permitidos?

Somente +1/2 e −1/2, escritos como os números JSON 0.5 e −0.5. Qualquer outra projeção de spin, inclusive ±1, é rejeitada com invalid_input e não é cobrada.

Quanto custa a calculadora de números quânticos?

A ferramenta do navegador é gratuita. Solicitações à API usam saldo KIT pré-pago a US$ 0,002 por chamada bem-sucedida; entrada inválida não é cobrada.

Ver a documentação completa do KIT →