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Orbitales atomiques : Formes, configurations et exceptions

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Description

Cette séance de cours couvre les formes et les orientations des orbites atomiques s, p et d, ainsi que leurs configurations d'électrons. Il explique la distribution des électrons dans les orbites, le principe d'exclusion Pauli et la règle de Hund. La séance de cours traite également du concept de nombres quantiques, de la distribution des électrons autour du noyau et du principe de stabilité dans le remplissage des électrons. En outre, il traite des exceptions au principe Aufbau, telles que les orbitales demi-remplies ou entièrement remplies. La présentation comprend des exemples de configurations d'électrons pour divers éléments et ions, soulignant l'importance des niveaux d'énergie pour déterminer la stabilité.

Source officielle

Proximité ontologique

Physique

Physique atomique: Physique atomique

Concepts associés (32)

Règle de Klechkowski

redresse=1.2|vignette|Représentation plus courante du diagramme : ici chaque flèche rouge diagonale correspond à une valeur de .La règle de Klechkowski, du nom du chimiste russe Vsevolod Kletchkovski, également appelée règle de Madelung (notamment dans les pays anglo-saxons), du nom du physicien allemand Erwin Madelung, est une méthode empirique permettant de prédire avec une assez bonne précision l'ordre de remplissage des électrons dans les sous-couches des atomes électriquement neutres à l'état fondamental.

Nombre quantique

Les nombres quantiques sont des ensembles de nombres définissant l'état quantique d'un système. Chacun de ces nombres définit la valeur d'une quantité conservée dans la dynamique d'un système quantique. Ce sont des nombres entiers ou demi-entiers, de sorte que les grandeurs observables correspondantes sont quantifiées et ne peuvent prendre que des valeurs discrètes : c'est une différence fondamentale entre la mécanique quantique et la mécanique classique, dans laquelle toutes ces grandeurs peuvent prendre des valeurs continues.

Configuration électronique

redresse=1.6|vignette|Planche synthétisant la règle de Klechkowski (en haut à gauche) de remplissage des sous-couches électroniques ; en haut la géométrie des quatre types d'orbitales atomiques ; au centre la géométrie de quelques orbitales moléculaires ; en bas le nombre maximum d'électrons pouvant occuper les atomiques connues à l'état fondamental.

Nombre quantique principal

vignette|Modèle de Bohr illustrant les niveaux d'énergie d'un atome. En mécanique quantique, le nombre quantique principal, noté n, est l'un des quatre nombres quantiques décrivant l'état quantique des électrons dans les atomes. Il s'agit d'un nombre entier non nul, c'est-à-dire vérifiant . Chaque nombre n est associé à une couche électronique dans l'atome : couche K pour , couche L pour , couche M pour La distance moyenne de l'électron au noyau atomique croît en fonction de n : la couche K est ainsi la plus profonde dans l'atome, et les autres couches s'organisent de manière concentrique autour du noyau.

Nombre quantique magnétique

vignette|Levée de dégénérescence des niveaux d'énergie électroniques par effet Zeeman. En mécanique quantique, le nombre quantique magnétique, noté m, également appelé nombre quantique tertiaire, est l'un des quatre nombres quantiques décrivant l'état quantique d'un électron dans un atome. Il s'agit d'un nombre entier lié au nombre quantique azimutal l par la relation : . Il correspond à la projection du moment angulaire orbital de l'électron sur l'axe de quantification, et distingue les orbitales atomiques au sein des sous-couches électroniques.

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Nombres quantiques et configuration des électrons

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