Numeri quantici
I numeri 2, 1, 0 e +1/2 descrivono un elettrone valido in un orbitale 2p, che contiene 2 elettroni. Inserisca n, l, ml e ms per verificarli con le regole di selezione e ottenere l'orbitale e la capacità del suo sottolivello e del suo livello. Gratis nel suo browser.
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Esempio risolto
- N
- 2
- L
- 1
- Ml
- 0
- Ms
- 0,5
- Orbitale
- 2p
- Lettera dell'orbitale
- p
- Etichetta di ms
- +1/2
- Numero di elettroni consentito
- 2
Quattro numeri quantici etichettano in modo unico ogni stato elettronico consentito in un atomo idrogenoide: il numero quantico principale n, l'azimutale l, il magnetico ml e di spin ms. Questo calcolatore di numeri quantici confronta quei quattro valori con le regole di selezione spettroscopiche, nomina l'orbitale e restituisce la capacità dell'orbitale: il conteggio di elettroni che quell'orbitale spaziale può ospitare secondo il principio di esclusione di Pauli. Gli studenti che verificano i compiti, i tutor che costruiscono correttori automatici e i quaderni che devono rifiutare una l o una ml illegale necessitano di un contratto deterministico invece di una tabella copiata a margine di un manuale.
Che cosa significano i quattro numeri quantici e quali combinazioni sono ammesse
I quattro numeri quantici di un elettrone in un potenziale centrale non sono etichette indipendenti che Lei sceglie da quattro menu slegati. Il numero quantico principale n è un intero positivo che fissa il guscio e la scala di energia di un atomo idrogenoide. Il numero quantico azimutale l, detto anche momento angolare orbitale, è un intero da zero fino a n meno uno; nomina il sottoguscio e la lettera spettroscopica della notazione orbitale.
Il numero quantico magnetico ml è un intero da meno l fino a più l e distingue gli orbitali spaziali all'interno di quel sottoguscio. Il numero quantico magnetico di spin ms vale soltanto più un mezzo o meno un mezzo, le due proiezioni dello spin elettronico un mezzo lungo l'asse di quantizzazione. Insieme scelgono uno stato a un elettrone unico.
Questo calcolatore impone quelle disuguaglianze in quell'ordine: prima n, poi l rispetto a n, quindi ml rispetto a l, infine ms rispetto ai due seminteri ammessi. Una combinazione come n uguale a due e l uguale a due è illegale perché l non può raggiungere n, e un numero magnetico il cui valore assoluto superi l è illegale anche quando n e l sono corretti.
Il nome dell'orbitale è n seguito dalla lettera spettroscopica di l, così due e uno diventano 2p, tre e due diventano 3d, e uno e zero diventano 1s. Le lettere seguono la sequenza convenzionale s, p, d, f, g, h, i, k e oltre, omettendo j. Sono le stesse regole di selezione idrogenoidi insegnate in chimica generale e in meccanica quantistica introduttiva; non codificano simboli di termine multi-elettronici, il momento angolare totale J né la struttura fine relativistica, che sono altri modelli e altre ricerche.
Casi d'uso
Verifiche scolastiche delle regole di selezione
Consenta agli studenti di inviare n, l, ml e ms e di verificare il nome dell'orbitale più il conteggio di elettroni ammessi, con un errore chiaro quando l ≥ n oppure |ml| > l.
Pagine di struttura atomica e quaderni di laboratorio
Incorpori un calcolatore di numeri quantici dal vivo in un articolo su gusci e sottogusci, oppure converta tuple (n, l, ml, ms) memorizzate in etichette di orbitale e capacità in un quaderno di laboratorio.
Domande frequenti
Come si convalidano i numeri quantici n, l, ml e ms?
Invii interi finiti n (1–20), l (0 fino a n−1) e ml (−l fino a +l), più ms uguale a 0.5 oppure −0.5.
Perché l non può essere uguale a n?
Perché il numero azimutale va solo da zero a n meno uno. Un numero principale 2 ammette l uguale a 0 o 1, quindi una combinazione con l uguale a 2 viene rifiutata.
Quanti elettroni stanno in un sottolivello o in un livello?
Ogni orbitale ne contiene 2, un sottolivello 2(2l+1) e un livello 2n². Per uno stato 2p significa 6 elettroni nel sottolivello e 8 nell'intero secondo livello.
Come inserisco il numero quantico di spin?
Come più un mezzo o meno un mezzo, scritto 0,5 o −0,5. Ogni altro valore viene rifiutato, perché lo spin dell'elettrone ha soltanto queste due proiezioni.
Può darmi la configurazione elettronica di un elemento?
No. Verifica un solo stato dell'elettrone e ne nomina l'orbitale; non ricava mai la configurazione fondamentale dal numero atomico. Per quello usi uno strumento di configurazione elettronica.
Strumenti correlati
Per sviluppatori — accesso via API
Tutto quello che vedi in questa pagina è disponibile anche via API. Questa sezione è per i team che vogliono integrarlo nei propri sistemi; chi non ne ha bisogno può semplicemente usare lo strumento qui sopra.
Endpoint
Autenticazione con Bearer token: un POST mette in coda l'attività e il risultato arriva via webhook o link firmato.
Chiamala dal tuo stack
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}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/phys/quantum-number", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"n": 2,
"l": 1,
"ml": 0,
"ms": 0.5
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/phys/quantum-number",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"n": 2,
"l": 1,
"ml": 0,
"ms": 0.5
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/phys/quantum-number", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"n":2,"l":1,"ml":0,"ms":0.5}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"n":2,"l":1,"ml":0,"ms":0.5}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/phys/quantum-number", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Esempio di richiesta
{
"n": 2,
"l": 1,
"ml": 0,
"ms": 0.5
}Esempio di risposta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "phys.quantum_number",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}L'API è asincrona: ricevi subito un task_id e puoi fare polling fino a 1 richiesta al secondo.
Prezzi
Prezzo pubblicato, senza token né crediti. Se l'attività fallisce, non paghi.
Limiti
max_n | 20 |
Errori
| HTTP | Codice | Significato |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Chiave API mancante o non valida: controlla l'header Authorization. |
402 | insufficient_balance | Credito esaurito: ricarica per continuare a eseguire attività. |
404 | unknown_type | Tipo di attività sconosciuto: controlla il campo type della richiesta. |
429 | rate_limited | Troppe richieste in poco tempo: rallenta e riprova tra qualche secondo. |
Note tecniche
Un numero quantico fuori intervallo fallisce con invalid_input e non viene fatturato. Le chiamate API riuscite costano $0.002; la convalida fallita non consuma saldo.
Contratto di ingresso, capacità dell'orbitale e che cosa accade se un numero quantico è illegale
Il campo di spin deve valere più un mezzo o meno un mezzo, scritto come 0.5 o meno 0.5. I fallimenti delle regole di selezione nominano il numero quantico offendente e l'intervallo legale: n deve stare tra uno e venti inclusi affinché le lettere spettroscopiche restino definite, l deve soddisfare da zero a n meno uno, e ml da meno l a più l. Formula riformula le disuguaglianze e le tre identità di capacità. Il motore non consulta mai una configurazione dello stato fondamentale a partire dal numero atomico; quella ricerca appartiene a uno strumento di configurazione elettronica, non a questo validatore di numeri quantici. Invii un corpo JSON con quattro campi obbligatori: n, il numero quantico principale; l, l'azimutale; ml, il magnetico; e ms, la proiezione di spin. Ciascuno di n, l e ml deve essere un intero finito, come numero JSON o come stringa numerica stretta. Gli alias principal, azimuthal, ell, magnetic, m, m_l, spin e m_s sono accettati affinché i quaderni di laboratorio e i payload esistenti corrispondano senza rinominare la chiave. Campi mancanti, stringhe vuote, non interi e token non finiti falliscono con invalid_input nominando il campo e non vengono fatturati. In caso di successo il corpo riecheggia i quattro numeri, imposta valid a true, segnala orbital e orbital_letter, etichetta ms come +1/2 o -1/2 e restituisce allowed_electron_count pari alla capacità dell'orbitale due, perché un orbitale spaziale specificato da n, l e ml ospita due elettroni di spin opposto secondo Pauli. Lo stesso payload segnala anche subshell_capacity come due volte due l più uno e shell_capacity come due n al quadrato, più l'elenco allowed_l di quel n e l'elenco allowed_ml di quel l, così un correttore può mostrare i vicini legali senza una seconda chiamata.
Dove un calcolatore di numeri quantici rende e quanto costa
Aule e piattaforme di tutoraggio usano un calcolatore di numeri quantici affinché chi studia verifichi se una tupla n, l, ml, ms è legale e quanti elettroni possono stare in quell'orbitale, in quel sottoguscio e in quel guscio, senza invertire il segno di ml né scrivere l uguale a n per abitudine. I quaderni di laboratorio che già memorizzano quattro numeri quantici possono convertirli in un'etichetta di orbitale e una capacità senza un sistema di algebra computazionale. Una convalida fallita non consuma saldo. I generatori di esami e i plugin LMS necessitano di un oracolo deterministico che segni un numero magnetico illegale come invalid_input invece di restituire in silenzio una capacità che un correttore difettoso potrebbe trattare come successo. Poiché l'implementazione è parse di tier A pura, ogni chiamata riuscita costa il prezzo base pubblicato $0.002, senza token di modello e senza rete in uscita. Usi lo strumento della pagina per un solo stato elettronico alla scrivania; usi l'API quando un correttore, un plugin CMS o una pipeline di dati necessita dello stesso contratto sotto saldo KIT. Non invii un numero atomico aspettandosi una configurazione dello stato fondamentale, e non invii simboli di termine spettroscopici aspettandosi un decodificatore di J totale; questo endpoint convalida numeri quantici idrogenoidi a un elettrone e restituisce soltanto capacità di orbitale, sottoguscio e guscio. Fissi allowed_electron_count nei test, tenga n nell'intervallo pubblicato e otterrà verifiche delle regole di selezione riproducibili per compiti, divulgazione e worker di bordo senza erigere un'infrastruttura di fisica simbolica propria.
Casi di integrazione
Generatori di esami e correzione automatica LMS
Valuti gli item di numeri quantici con un oracolo deterministico che rifiuti le combinazioni illegali come invalid_input invece di inventare una capacità.
Domande tecniche
Quale conteggio di elettroni ammessi restituisce il calcolatore?
allowed_electron_count è la capacità dell'orbitale 2 (occupazione di Pauli dell'orbitale spaziale n, l, ml). Lo stesso payload segnala anche subshell_capacity = 2(2l+1) e shell_capacity = 2n².
Perché l = 2 è illegale quando n = 2?
Il numero quantico azimutale deve soddisfare 0 ≤ l ≤ n−1. Per n = 2 i valori legali sono 0 e 1 (2s e 2p). l = 2 sarebbe un sottoguscio 2d, che le regole idrogenoidi vietano; l'operazione fallisce con invalid_input.
Quali valori di ms sono ammessi?
Solo +1/2 e −1/2, scritti come i numeri JSON 0.5 e −0.5. Qualsiasi altra proiezione di spin, compreso ±1, viene rifiutata con invalid_input e non viene fatturata.
Quanto costa il calcolatore di numeri quantici?
Lo strumento del browser è gratuito. Le richieste API usano il saldo KIT prepagato a $0.002 per chiamata riuscita; un ingresso non valido non viene fatturato.