Bilangan kuantum utama

Dalam mekanika kuantum, bilangan kuantum utama adalah satu dari empat bilangan kuantum yang ditetapkan pada setiap elektron dalam sebuah atom untuk menggambarkan keadaan elektron tersebut. Sebagai variabel diskrit, bilangan kuantum utama selalu merupakan bilangan bulat. Seiring dengan kenaikan n , jumlah kelopak elektronik meningkat dan elektron yang lebih jauh dari inti menghabiskan lebih banyak waktu untuk mengorbit. Seiring dengan kenaikan n , elektron juga memiliki energi potensial yang lebih tinggi dan oleh karena itu semakin lemah ikatannya dengan inti atom. Bilangan kuantum utama pertama kali dibuat untuk digunakan dalam model atom Bohr semiklasik, yang membedakan antara tingkat energi yang berbeda. Seiring perkembangan mekanika kuantum modern, model Bohr sederhana digantikan dengan teori orbital atom yang lebih kompleks. Namun, teori modern masih membutuhkan bilangan kuantum utama. Selain bilangan kuantum utama, bilangan kuantum lainnya untuk elektron terikat adalah bilangan kuantum azimut, bilangan kuantum magnetik, dan bilangan kuantum spin. Sebagai analogi, seseorang bisa membayangkan bangunan bertingkat dengan struktur lift. Bangunan ini memiliki sejumlah lantai bernomor bulat, dan lift yang hanya bisa berhenti di lantai tertentu. Selanjutnya, lift hanya bisa melakukan perjalanan dengan ke lantai bernomor bulat. Seperti bilangan kuantum utama, angka yang lebih tinggi dikaitkan dengan energi potensial yang lebih tinggi. Di luar titik ini analoginya terpatahkan; dalam hal lift energi potensial bersifat gravitasional sedangkan bilangan kuantum bersifat elektromagnetik. Perolehan dan kehilangan energi mendekati seperti lift, tetapi lebih tepat dengan keadaan kuantum. Perjalanan lift dari lantai ke lantai berlangsung kontinu sedangkan transisi kuantum terputus-putus. Akhirnya kendala desain lift dipaksakan oleh persyaratan arsitektur, tetapi perilaku kuantum mencerminkan hukum dasar fisika.