ક્વૉન્ટમ ક્રમાંકો

ક્વૉન્ટમ ક્રમાંકો : કોઈ પણ પરમાણુ અથવા અવપરમાણુ (subatomic) કણની ભૌતિક પ્રણાલીનું લક્ષણ નક્કી કરવા માટે જરૂરી પૂર્ણાંક અથવા અર્ધપૂર્ણાંક કિંમત દર્શાવતી પૃથક (discrete) સંખ્યાઓ.

ક્વૉન્ટમ ક્રમાંક સામાન્યપણે ઊર્જા, દ્રવ્યવેગ, વિદ્યુતભાર, બેરિયૉન સંખ્યા, લૅપ્ટૉન સંખ્યા જેવા પૃથક ક્વૉન્ટિત (quantized) અને સંરક્ષિત (conserved) ગુણધર્મોનો નિર્દેશ કરે છે.

પરમાણુઓમાં ઇલેક્ટ્રૉન નાભિ(કેન્દ્ર)થી જુદા જુદા અંતરે અને જુદા જુદા ઊર્જાસ્તરોમાં રહેલા હોય છે. કેન્દ્ર સાથે ઇલેક્ટ્રૉનના સંબંધને લગતું સમીકરણ તેના શોધક શ્રોડિંજરના નામ ઉપરથી શ્રોડિંજર તરંગ સમીકરણ તરીકે ઓળખાય છે. તે વિકલ (differential) સમીકરણ હોઈ તેના એકથી વધુ ઉકેલ સંભવે છે. આમાંથી અર્થપૂર્ણ આણ્વિક વર્ણપટને અનુકૂળ હોય તેવા અર્થપૂર્ણ ઉકેલ મેળવવા માટે કેટલાક આંક્ધાી ધારણા કરવી પડી અને તેને નિશ્ચિત મૂલ્યો આપવાની આવશ્યકતા ઊભી થઈ. આવા આંક્ધો ક્વૉન્ટમ ક્રમાંક કહેવામાં આવ્યા.

કેન્દ્રથી જુદા જુદા અંતરે તથા જુદા જુદા ઊર્જાસ્તરોએ ઇલેક્ટ્રૉન હોવાની સંભાવના (probability) તેના મુખ્ય ક્વૉન્ટમ આંક દ્વારા દર્શાવાય છે. પરમાણુમાંના દરેક ઇલેક્ટ્રૉનની લાક્ષણિકતાનું વર્ણન કરવા મુખ્ય ક્વૉન્ટમ ક્રમાંક ઉપરાંત બીજા ત્રણ અંકોની જરૂર હોય છે.

n = મુખ્ય ક્વૉન્ટમ ક્રમાંક જે સામાન્યપણે ઇલેક્ટ્રૉનના વ્યાપનું માપ છે. તેનું મૂલ્ય માત્ર પૂર્ણાંક વિધાયક (+ve) સંખ્યા છે. (1, 2, 3, વગેરે પરંતુ શૂન્ય નહિ.)

1 = ગૌણ યા દિગંશીય (azimuthal) ક્વૉન્ટમ ક્રમાંક જે ઇલેક્ટ્રૉન-વાદળના આકારને દર્શાવે છે તેથી તેનું મૂલ્ય મુખ્ય ક્વૉન્ટમ ક્રમાંક કરતાં શૂન્ય સહિત એક ઓછી વિધાયક સંખ્યા હોય છે.

0, 1, 2, 3……. (n-1)

m = ચુંબકીય ક્વૉન્ટમ-ક્રમાંક જે ઇલેક્ટ્રૉન વાદળનું અવકાશમાં દિક્-વિન્યાસ સ્થાન (orientation) દર્શાવે છે તથા તેનાં મૂલ્યો +1થી -1 સુધીનાં હોય છે, 0, + 1,  1, + 2 – 2 વગેરે.

s = ચક્રીય (spin) ક્વૉન્ટમ ક્રમાંક જે ઇલેક્ટ્રૉન વાદળની ચક્રણદિશા દર્શાવે છે તથા તેને માત્ર બે જ મૂલ્યો +½ તથા -½ હોય છે.

આપેલા પરમાણુમાં કોઈ પણ બે ઇલેક્ટ્રૉનના ચારેય ક્વૉન્ટમ  ક્રમાંકોનાં મૂલ્યો કદાપિ એકસરખાં હોતાં નથી. આ કવૉન્ટમ ક્રમાંકોની મદદથી કેન્દ્રને અનુલક્ષીને ઇલેક્ટ્રૉનનું સ્થાન નક્કી કરી શકાય છે. પરમાણુની નાભિ માટે ક્વૉન્ટમ ક્રમાંકના જુદા જ સમુચ્ચયની જરૂર પડે છે.

જ. ચં. વોરા

જ. પો. ત્રિવેદી