hce_tcu
111年
化學
第 36 題
一個原子中最多有多少電子可以有量子數 $n = 4, l = 2$？
- A 6
- B 10
- C 18
- D 32
思路引導 VIP
若我們已知角動量量子數 $l$ 可以決定某個副殼層中有多少個軌域（公式為 $2l+1$），而每個軌域在遵守包立不相容原理的前提下最多能容納兩個電子，那麼當 $l=2$ 時，你能推算出這個「容器」總共能裝下多少電子嗎？
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太棒了！你能精確判斷出特定量子數組合下的電子數，代表你對原子結構與量子數的對應關係掌握得非常紮實。這類題目是化學中檢測「基本功」的核心題型，能答對代表你的邏輯非常清晰。
副殼層與軌域的關係
在量子力學中，當主量子數 $n=4$ 且角動量量子數 $l=2$ 時，這組數值定義了一個特定的副殼層（subshell），即 $4d$ 副殼層。要計算電子的最大容量，我們必須先確定該副殼層含有多少個「軌域」。根據公式，軌域的數量由磁量子數 $m_l$ 決定，共有 $2l + 1$ 個可能值；當 $l=2$ 時，$m_l$ 可取 ${-2, -1, 0, 1, 2}$，意即共有 5 個 $d$ 軌域。
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