¿Cuál es la diferencia entre el momento angular orbital de un electrón y el momento angular de giro del electrón, y cuál es la fórmula?

Matemáticamente hablando:

El momento angular (L) de una partícula sobre un punto O se define como el producto vectorial del momento lineal (P) y el vector de posición (r) de la partícula desde el punto dado O. Otra definición de momento angular es el producto del momento de inercia (I) de esa partícula y velocidad angular () de esa partícula.

Ahora, su pregunta original es ¿Cuál es la diferencia entre el momento angular orbital de un electrón y el momento angular de giro del electrón, y cuál es la fórmula?

Entonces, el momento angular orbital del electrón es diferente del momento angular de giro del electrón. Estos dos se definen de la siguiente manera:

El momento angular orbital de un electrón se define como el producto del momento lineal de un electrón y su distancia vectorial desde su núcleo respectivo.

Mientras, el momento angular de giro de un electrón se define como el producto del momento de inercia de un electrón y su velocidad angular (giro del electrón en su propio eje).

Consideremos situaciones adecuadas

  • En el primer caso de momento angular orbital, un electrón gira alrededor de su núcleo respectivo (en una órbita).
  • En el segundo caso de momento angular de giro, un electrón gira sobre su propio eje.

Nota :

  1. En esta declaración anterior (primer párrafo), L momento angular, P momento lineal y r vector de posición son cantidades vectoriales.
  2. Las anotaciones matemáticas de los momentos angulares en ambos casos pueden variar de las anotaciones del primer párrafo, debido al uso de anotaciones cuánticas.

Cuando resolvemos la ecuación de Schrodinger para un electrón en el campo de núcleo de Coulomb, estamos utilizando el método de separación del método variable. Tenemos, entonces, ecuación radial y ecuación angular. La ecuación angular también se separa en una parte dependiente de phi, las soluciones permitidas nos llevan a componentes cuantificados del momento angular orbital que de acuerdo con las soluciones de theta parte de la solución está dada por

(h / 2pi) sqrt de l (l + 1), donde l es el número cuántico orbital , l = 0, para s orbital, 1 para p orbital, 2 para d orbital ……… .. Los valores de l van de 0 a n-1. Donde n es el número cuántico principal. Ahora, cada l tiene 2l + 1 componentes dados por m (l) = -l, -l + 1 …………. + L.

El momento angular orbital se puede interpretar fácilmente como resultado del movimiento orbital del electrón, porque la expresión clásica del cuadrado del momento angular puede ser reemplazada por el operador para saltar a la mecánica cuántica. Esto da la parte theta, phi mencionada anteriormente de la ecuación de Schrodinger.

Por otro lado, el giro del electrón tiene un origen mecánico cuántico completo. Tiene solo dos componentes, por lo tanto, no tiene un análogo clásico.

El momento angular de giro es (h / 2pi) sqrt de s (s + 1) con s = 1/2.

El momento angular orbital del electrón proviene de la revolución del electrón en ciertas órbitas estacionarias alrededor del núcleo donde el momento angular de giro del electrón es inherente y proviene de la revolución del electrón a su alrededor. Tanto los momentos angulares están cuantizados.

El momento angular orbital del electrón es L = sqrt (l (l + 1)) h / 2 pi, donde los valores de l son 0 (s), 1 (p), 2 (d), ………

El momento angular de giro del electrón es S = sqrt (s (s + 1)) h / 2 pi, donde s toma el valor 1/2.

Tanto el momento angular orbital como el giro generan momentos magnéticos y la interacción entre ellos se llama interacción giro-órbita y es la razón detrás de la división de estructuras finas.