안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
세 양자수는 원자에 대한 슈뢰딩거 방정식을 풀 때 나오는 값들이에요. 전자의 파동함수는 핵에서의 거리에 따른 부분과 방향에 따른 부분으로 나눠 풀려요. 파동이 안정적으로 존재하려면 각 부분이 정수 조건을 만족해야 해요. 양 끝이 고정된 기타 줄에 정수배 진동만 허용되듯 n, l, ml도 정수로만 정해져요.
주양자수 n(1, 2, 3…)은 에너지와 크기를 정해요. n이 커질수록 전자가 핵에서 멀리 분포해 평균 거리가 대략 n²에 비례해 커지고, 파동함수가 0이 되는 마디도 n−1개로 늘어요.
방위양자수 l(0부터 n−1까지)은 궤도 각운동량의 크기를 나타내고, 방향에 따른 마디면 수가 l개예요. 마디면이 없는 l = 0은 공 모양의 s예요. 마디면이 하나인 l = 1은 아령 모양의 p, 두 개인 l = 2는 네 잎 클로버 모양의 d가 돼요. l = 3인 f는 더 복잡한 모양이에요.
자기양자수 ml(−l부터 +l까지)은 각운동량이 특정 축에 대해 향하는 방향을 정해요. 값이 2l+1개라 p는 x, y, z축 방향으로 3개, d는 5개, f는 7개 오비탈이 생겨요. 모양은 같고 놓인 방향만 달라서 자기장이 없으면 에너지도 같아요 :)