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Nombres quantiques

Les nombres 2, 1, 0 et +1/2 décrivent un électron valable dans une orbitale 2p, qui accueille 2 électrons. Saisissez n, l, ml et ms pour les vérifier selon les règles de sélection et obtenir l'orbitale et la capacité de sa sous-couche et de sa couche. Gratuit dans votre navigateur.

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Si vous saisissez
N
2
L
1
Ml
0
Ms
0,5
Vous obtenez
Orbitale
2p
Lettre de l'orbitale
p
Étiquette de ms
+1/2
Nombre d'électrons autorisé
2

Quatre nombres quantiques étiquettent de façon unique chaque état électronique permis dans un atome hydrogénoïde : le nombre quantique principal n, azimutal l, magnétique ml et de spin ms. Ce calculateur de nombres quantiques confronte ces quatre valeurs aux règles de sélection spectroscopiques, nomme l'orbitale et renvoie la capacité d'orbitale — le nombre d'électrons que cette orbitale spatiale peut accueillir selon le principe d'exclusion de Pauli. Les étudiants qui vérifient un devoir, les tuteurs qui construisent des correcteurs automatiques et les carnets qui doivent rejeter un l ou un ml illégal ont besoin d'un contrat déterministe plutôt que d'un tableau copié en marge d'un manuel.

Ce que signifient les quatre nombres quantiques et quelles combinaisons sont permises

Les quatre nombres quantiques d'un électron dans un potentiel central ne sont pas des étiquettes indépendantes que vous choisiriez dans quatre menus sans lien. Le nombre quantique principal n est un entier positif qui fixe la couche et l'échelle d'énergie d'un atome hydrogénoïde. Le nombre quantique azimutal l, aussi appelé moment angulaire orbital, est un entier de zéro à n moins un ; il nomme la sous-couche et la lettre spectroscopique de la notation d'orbitale.

Le nombre quantique magnétique ml est un entier de moins l à plus l et distingue les orbitales spatiales à l'intérieur de cette sous-couche. Le nombre quantique magnétique de spin ms ne vaut que plus un demi ou moins un demi, les deux projections du spin électronique un demi sur l'axe de quantification. Ensemble ils choisissent un état à un électron unique.

Ce calculateur impose ces inégalités dans cet ordre : n d'abord, puis l face à n, ensuite ml face à l, enfin ms face aux deux demi-entiers permis. Une combinaison telle que n égal à deux et l égal à deux est illégale car l ne peut pas atteindre n, et un nombre magnétique dont la valeur absolue dépasse l est illégal même lorsque n et l sont corrects.

Le nom de l'orbitale est n suivi de la lettre spectroscopique de l, si bien que deux et un deviennent 2p, trois et deux deviennent 3d, et un et zéro deviennent 1s. Les lettres suivent la suite conventionnelle s, p, d, f, g, h, i, k et au-delà, en omettant j.

Ce sont les mêmes règles de sélection hydrogénoïdes enseignées en chimie générale et en mécanique quantique d'introduction ; elles n'encodent pas les symboles de terme multi-électroniques, le moment angulaire total J ni la structure fine relativiste, qui sont d'autres modèles et d'autres recherches.

Vérifications scolaires des règles de sélection

Laissez les étudiants envoyer n, l, ml et ms et vérifier le nom de l'orbitale plus le nombre d'électrons permis, avec une erreur claire lorsque l ≥ n ou |ml| > l.

Pages de structure atomique et carnets de laboratoire

Intégrez un calculateur de nombres quantiques en direct sur un article couches et sous-couches, ou convertissez des n-uplets (n, l, ml, ms) stockés en étiquettes d'orbitale et capacités dans un carnet de laboratoire.

Comment valider les nombres quantiques n, l, ml et ms ?

Envoyez des entiers finis n (1–20), l (0 jusqu'à n−1) et ml (−l jusqu'à +l), plus ms égal à 0.5 ou −0.5.

Pourquoi l ne peut-il pas être égal à n ?

Parce que le nombre azimutal va seulement de zéro à n moins un. Un nombre principal de 2 permet l égal à 0 ou 1, donc une combinaison avec l égal à 2 est refusée.

Combien d'électrons tiennent dans une sous-couche ou une couche ?

Chaque orbitale en accueille 2, une sous-couche 2(2l+1) et une couche 2n². Pour un état 2p, cela fait 6 électrons dans la sous-couche et 8 dans toute la deuxième couche.

Comment saisir le nombre quantique de spin ?

Sous la forme plus un demi ou moins un demi, écrit 0,5 ou −0,5. Toute autre valeur est refusée, car le spin de l'électron n'a que ces deux projections.

Donne-t-il la configuration électronique d'un élément ?

Non. Il vérifie un seul état de l'électron et nomme son orbitale ; il ne cherche jamais la configuration fondamentale à partir du numéro atomique. Pour cela, utilisez un outil de configuration électronique.

Tout sur cette page est disponible par programmation. Cette section s'adresse aux équipes qui veulent l'intégrer à leurs systèmes ; les autres peuvent simplement utiliser l'outil ci-dessus.

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

Authentification par jeton Bearer : un seul POST met la tâche en file d’attente, et le résultat vous parvient par webhook ou lien signé.

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"
  }
}

L’API est asynchrone : chaque appel renvoie un task_id immédiatement, puis vous interrogez l’état à raison d’une requête par seconde.

par requête$0.002

Le prix est publié, sans tokens ni crédits. Une tâche qui échoue n’est pas facturée.

max_n20
HTTPCodeSignification
401unauthorizedClé API absente ou invalide : vérifiez l’en-tête Authorization.
402insufficient_balanceSolde insuffisant : rechargez votre compte pour lancer cette tâche.
404unknown_typeType de tâche inconnu : vérifiez le champ type de votre requête.
429rate_limitedTrop de requêtes : ralentissez la cadence, puis réessayez.

Un nombre quantique hors plage échoue avec invalid_input et n'est pas facturé. Les appels API réussis coûtent $0.002 ; une validation en échec ne consomme pas de solde.

Contrat d'entrée, capacité d'orbitale et ce qui se passe lorsqu'un nombre quantique est illégal

Le champ de spin doit valoir plus un demi ou moins un demi, écrit 0.5 ou moins 0.5. Les échecs de règles de sélection nomment le nombre quantique fautif et l'intervalle légal : n doit se situer entre un et vingt inclus pour que les lettres spectroscopiques restent définies, l doit satisfaire de zéro à n moins un, et ml de moins l à plus l. Formula reformule les inégalités et les trois identités de capacité. Le moteur ne consulte jamais une configuration de l'état fondamental à partir du numéro atomique ; cette recherche appartient à un outil de configuration électronique, non à ce validateur de nombres quantiques. Envoyez un corps JSON avec quatre champs obligatoires : n, le nombre quantique principal ; l, l'azimutal ; ml, le magnétique ; et ms, la projection de spin. Chacun de n, l et ml doit être un entier fini, nombre JSON ou chaîne numérique stricte. Les alias principal, azimuthal, ell, magnetic, m, m_l, spin et m_s sont acceptés afin que carnets de laboratoire et charges existantes correspondent sans renommer la clé. Champs manquants, chaînes vides, non-entiers et jetons non finis échouent avec invalid_input en nommant le champ et ne sont pas facturés. En cas de succès, le corps répète les quatre nombres, met valid à true, signale orbital et orbital_letter, étiquette ms en +1/2 ou -1/2 et renvoie allowed_electron_count égal à la capacité d'orbitale deux, car une orbitale spatiale spécifiée par n, l et ml accueille deux électrons de spin opposé selon Pauli. Le même payload signale aussi subshell_capacity comme deux fois deux l plus un et shell_capacity comme deux n au carré, plus la liste allowed_l de ce n et la liste allowed_ml de ce l, afin qu'un correcteur affiche les voisins légaux sans un second appel.

Où un calculateur de nombres quantiques trouve son utilité, et ce qu'il coûte

Les salles de classe et les plateformes de tutorat utilisent un calculateur de nombres quantiques afin que les apprenants vérifient si un n-uplet n, l, ml, ms est légal et combien d'électrons cet orbital, cette sous-couche et cette couche peuvent contenir, sans inverser le signe de ml ni écrire l égal à n par habitude. Les carnets de laboratoire qui stockent déjà quatre nombres quantiques peuvent les convertir en une étiquette d'orbitale et une capacité sans un système de calcul formel. Une validation en échec ne consomme pas de solde. N'envoyez pas un numéro atomique en attendant une configuration de l'état fondamental, et n'envoyez pas de symboles de terme spectroscopiques en attendant un décodeur de J total ; ce point d'accès valide des nombres quantiques hydrogénoïdes à un électron et ne renvoie que les capacités d'orbitale, de sous-couche et de couche. Les générateurs d'examens et les extensions LMS ont besoin d'un oracle déterministe qui marque un nombre magnétique illégal comme invalid_input au lieu de renvoyer en silence une capacité qu'un correcteur défectueux pourrait traiter comme un succès. Parce que l'implémentation est un parse de tier A pur, chaque appel réussi coûte le tarif de base publié $0.002, sans jetons de modèle et sans réseau sortant. Utilisez l'outil de la page pour un seul état électronique au bureau ; utilisez l'API lorsqu'un correcteur, une extension CMS ou un pipeline de données a besoin du même contrat sous solde KIT. Épinglez allowed_electron_count dans les tests, gardez n dans la plage publiée, et vous obtenez des vérifications de règles de sélection reproductibles pour devoirs, vulgarisation et workers de bord sans dresser une infrastructure de physique symbolique à vous.

Générateurs d'examens et notation automatique LMS

Notez les items de nombres quantiques avec un oracle déterministe qui rejette les combinaisons illégales comme invalid_input au lieu d'inventer une capacité.

Quel nombre d'électrons permis le calculateur renvoie-t-il ?

allowed_electron_count est la capacité d'orbitale 2 (occupation de Pauli de l'orbitale spatiale n, l, ml). Le même payload signale aussi subshell_capacity = 2(2l+1) et shell_capacity = 2n².

Pourquoi l = 2 est-il illégal lorsque n = 2 ?

Le nombre quantique azimutal doit satisfaire 0 ≤ l ≤ n−1. Pour n = 2 les valeurs légales sont 0 et 1 (2s et 2p). l = 2 serait une sous-couche 2d, que les règles hydrogénoïdes interdisent ; la tâche échoue avec invalid_input.

Quelles valeurs de ms sont permises ?

Uniquement +1/2 et −1/2, écrits comme les nombres JSON 0.5 et −0.5. Toute autre projection de spin, y compris ±1, est rejetée avec invalid_input et n'est pas facturée.

Combien coûte le calculateur de nombres quantiques ?

L'outil du navigateur est gratuit. Les requêtes API utilisent le solde KIT prépayé à $0.002 par appel réussi ; une entrée non valide n'est pas facturée.

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