Μία από τις πιο σημαντικές θέσεις στην επιστημονική αντίληψη του σύγχρονου κόσμου καταλαμβάνει η λεγόμενη κβαντική θεωρία. Βασίζεται στη θέση ότι η ενέργεια που κρύβεται σε ένα ηλεκτρόνιο μπορεί να υπολογιστεί, αφού η τιμή του μπορεί να λάβει μόνο ορισμένες τιμές. Ταυτόχρονα, η πιο σημαντική συνέπεια αυτής της κατάστασης των πραγμάτων είναι το συμπέρασμα ότι η κατάσταση ενός ηλεκτρονίου τη μια ή την άλλη στιγμή μπορεί να περιγραφεί από ένα σύνολο ποσοτικών δεικτών - κβαντικών αριθμών.
Ο κύριος κβαντικός αριθμός είναι υψίστης σημασίας σε αυτή τη θεωρία. Αυτός ο όρος στη σύγχρονη φυσική ονομάζεται συνήθως ποσοτικός δείκτης, σύμφωνα με τον οποίο μια δεδομένη κατάσταση ενός ηλεκτρονίου αποδίδεται σε ένα ορισμένο ενεργειακό επίπεδο. Το επίπεδο ενέργειας, με τη σειρά του, είναι ένα σύνολο τροχιακών, η διαφορά στην ενεργειακή αξία μεταξύ των οποίων είναι εξαιρετικά ασήμαντη.
Όπως προκύπτει από αυτή τη διάταξη, ο κύριος κβαντικός αριθμός μπορεί να είναι ίσος με έναν από τους θετικούς φυσικούς αριθμούς. Σε αυτή την περίπτωση, ένα άλλο γεγονός έχει θεμελιώδη σημασία. Εξάλλου, στην περίπτωση μιας μετάβασης ηλεκτρονίων σε διαφορετικό ενεργειακό επίπεδο, ο κύριος κβαντικός αριθμός θα αλλάξει την τιμή του χωρίς αποτυχία.έννοια. Εδώ είναι πολύ σωστό να κάνουμε έναν παραλληλισμό με το μοντέλο του Niels Bohr, όπου ένα στοιχειώδες σωματίδιο περνά από τη μια τροχιά στην άλλη, με αποτέλεσμα να απελευθερώνεται ή να απορροφάται ένα ορισμένο ποσό ενέργειας.
Ο κύριος κβαντικός αριθμός σχετίζεται άμεσα με τον τροχιακό κβαντικό αριθμό. Το θέμα είναι ότι οποιοδήποτε επίπεδο ενέργειας είναι ετερογενές στη φύση και περιλαμβάνει πολλά τροχιακά ταυτόχρονα. Όσα από αυτά έχουν την ίδια ενεργειακή αξία αποτελούν ξεχωριστό υποεπίπεδο. Για να μάθετε σε ποιο υποεπίπεδο ανήκει αυτό ή εκείνο το τροχιακό, χρησιμοποιείται η έννοια του "τροχιακού κβαντικού αριθμού". Για να τον υπολογίσουμε, πρέπει κανείς να αφαιρέσει από τον κύριο κβαντικό αριθμό. Τότε όλοι οι φυσικοί αριθμοί από το μηδέν έως αυτόν τον δείκτη θα αποτελούν τον τροχιακό κβαντικό αριθμό.
Η πιο σημαντική λειτουργία αυτού του ποσοτικού χαρακτηριστικού είναι ότι όχι μόνο συσχετίζει ένα ηλεκτρόνιο με ένα ή άλλο υποεπίπεδο, αλλά επίσης χαρακτηρίζει την τροχιά κίνησης ενός δεδομένου στοιχειώδους σωματιδίου. Ως εκ τούτου, παρεμπιπτόντως, ο χαρακτηρισμός των τροχιακών, που είναι επίσης γνωστοί από το μάθημα της σχολικής χημείας: s, d, p, g, f.
Ένα άλλο σημαντικό χαρακτηριστικό της θέσης ενός ηλεκτρονίου είναι ο μαγνητικός κβαντικός αριθμός. Η κύρια φυσική του σημασία είναι να χαρακτηρίζει την προβολή της γωνιακής ορμής ως προς την κατεύθυνση που συμπίπτει με την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου. Με άλλα λόγια, αυτόαπαραίτητο για τη διάκριση μεταξύ ηλεκτρονίων που καταλαμβάνουν τροχιακά των οποίων ο κβαντικός αριθμός είναι ο ίδιος.
Ο μαγνητικός κβαντικός αριθμός μπορεί να ποικίλλει εντός 2l+1, όπου το l είναι ένα ποσοτικό χαρακτηριστικό του τροχιακού κβαντικού αριθμού. Επιπλέον, διακρίνεται επίσης ένας αριθμός μαγνητικού σπιν, ο οποίος είναι απαραίτητος για να χαρακτηριστεί η κβαντική ιδιότητα ενός στοιχειώδους σωματιδίου στην καθαρή του μορφή. Το σπιν δεν είναι παρά μια στιγμή ορμής, η οποία μπορεί να συγκριθεί με την περιστροφή ενός ηλεκτρονίου γύρω από τον δικό του φανταστικό άξονά του.
