Número quântico de spin

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Na física atômica, o número quântico de spin é um número quântico que pode assumir apenas dois valores: -1/2 ou +1/2, indicando as orientações que o vetor spin de uma partícula pode assumir.

O número quântico de spin parametriza o momento angular intrínseco (ou momento angular de spin, ou simplesmente spin) de uma dada partícula. O número quântico de spin é o quarto de um conjunto de números quânticos (o número quântico principal, o número quântico azimutal, o número quântico magnético e o número quântico de spin), que descrevem completamente o estado quântico de uma partícula. É designado pela letra s. Para elétrons, descreve a energia, forma e orientação dos orbitais.

O nome vem de uma rotação física (denotada pela letra s) sobre um eixo, proposto por Uhlenbeck e Goudsmit. No entanto, esse quadro simplista foi rapidamente percebido como fisicamente impossível e substituído por uma descrição mais abstrata da mecânica quântica.[1]

Spin total de um átomo ou molécula[editar | editar código-fonte]

Para alguns átomos, os spins de vários elétrons desemparelhados (s1, s2, ...) são acoplados para formar um número quântico total de spin S.[2][3] Isso ocorre especialmente em átomos leves (ou em moléculas formadas apenas de átomos leves) quando o acoplamento spin-órbita é fraco comparado ao acoplamento entre spins ou o acoplamento entre momentos angulares orbitais, uma situação conhecida como acoplamento LS porque L e S são constantes de movimento. Aqui, L é o número quântico do momento angular orbital total.[3]

Para átomos com S bem definido, a multiplicidade de um estado é definida como (2S + 1). Isto é igual ao número de diferentes valores possíveis do momento angular total (orbital mais spin) J para uma dada combinação (L, S), desde que S ≤ L (o caso típico). Por exemplo, se S = 1, existem três estados que formam um trio. Os autovalores de Sz para esses três estados são + 1ħ, 0 e -1ħ. [3] O termo símbolo de um estado atômico indica seus valores de L, S e J.

Ver também[editar | editar código-fonte]

Referências

  1. Halpern, Paul (21 de novembro de 2017). «Spin: The Quantum Property That Should Have Been Impossible». Forbes. Starts With A Bang. Consultado em 10 de março de 2018. 
  2. Merzbacher E., Quantum Mechanics (3rd ed., John Wiley 1998) p.430-1 ISBN 0-471-88702-1
  3. a b Atkins P. and de Paula J. Physical Chemistry (8th ed., W.H.Freeman 2006), p.352 ISBN 0-7167-8759-8