Numero quantico orbitale

Il numero quantico orbitale è il numero quantico che determina il modulo quadro dell'operatore momento angolare orbitale. Insieme al numero quantico principale, al numero quantico magnetico e al numero quantico di spin, descrive in modo univoco lo stato di una particella come l'elettrone. È talvolta impropriamente detto numero quantico azimutale o numero quantico angolare o ancora numero quantico rotazionale.

Definizione

Il numero quantico orbitale $l$, può prendere solo i valori interi $0,1,\ldots ,n-1$, dove $n$ è un numero intero positivo. L'equazione agli autovalori per l'operatore momento angolare orbitale al quadrato, indicato con ${\hat {\mathbf {L} }}^{2}$, è:

${\hat {\mathbf {L} }}^{2}|l,m\rangle =l(l+1)\hbar ^{2}|l,m\rangle$

dove $l=0,1,\dots$ è il numero quantico orbitale.

Nel caso in cui si consideri un elettrone legato ad un nucleo per formare un atomo il numero quantico orbitale può assumere solo i valori che vanno da $0$ a $n-1$, dove $n$ è numero quantico principale, che identifica il livello energetico. Ciò permette di identificare il tipo di orbitale entro cui si trova l'elettrone, cioè se:

• $l=0$ l'orbitale è chiamato di tipo $s$ (dall'inglese sharp);
• $l=1$ l'orbitale è chiamato di tipo $p$ (dall'inglese principal);
• $l=2$ l'orbitale è chiamato di tipo $d$ (dall'inglese diffuse);
• $l=3$ l'orbitale è chiamato di tipo $f$ (dall'inglese fundamental);
• da $l=4$ in poi la lettera che definisce l'orbitale segue l'ordine alfabetico ($g$, $h$, $i$ e così via).

Numero quantico magnetico

Associato a questo, c'è anche il numero quantico magnetico, che descrive la componente $z$ del momento angolare orbitale.

Bibliografia

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Voci correlate

• Fisica delle particelle
• Particella elementare
• Costanti di accoppiamento
• Numero quantico
• Momento angolare orbitale