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a) Notion de couche
On appelle couche l’ensemble des électrons ayant même valeur de n. On appelle couche K
(L,M,N,...) l’ensemble des électrons pour lesquels n = 1 (2,3,4,...)
b) Le nombre quantique secondaire l
Ce nombre quantique l est un entier compris entre 0 et n-1: 0 l n-1 soit au total .......
valeurs possibles pour l.
Définition: parmi les électrons d’une couche, ceux qui possèdent le même nombre l constituent
un ensemble appelé sous-couche. Le nom de la sous-couche est associé à la valeur de l :
l = 0 : sous-couche s l = 1: sous-couche p l = 2 : sous-couche d l = 3 : sous-couche f
On désigne une sous-couche particulière en indiquant également la valeur de n pour la
couche dans laquelle elle se trouve.
Exemple : 2s: sous-couche s (l = 0) de la couche L (n = 2)
4p: sous-couche p (l = 1) de la couche N (n = 4)
c) Le nombre quantique magnétique ml
C’est un entier compris entre -l et +l
- l ml +l
Soit au total .......... valeurs possibles pour ml.
Définition: L’ensemble des électrons possédant les mêmes valeurs de n, l et ml est appelé case
quantique (ou orbitale atomique, comme nous le verrons ultérieurement).
d) Le nombre quantique de spin mS
Il est lié à la rotation de l’électron tournant sur lui-même. Il peut prendre deux valeurs : +1/2
et -1/2.
Par convention on note un électron de spin + ½ et un électron de spin - 1/2.
2°) Configuration électronique d’un atome.
Etablir la configuration électronique d’un atome ou d’un ion, consiste à indiquer la
répartition des électrons dans les différentes sous-couches, le nombre d’électrons dans
chacune d’elles étant indiqué en exposant.
Ainsi, la notation 1s2 signifie que deux électrons occupent la sous-couche 1s. Pour un atome
ou un ion monoatomique, il existe autant de configurations électroniques que d'états. On s'intéresse
généralement à la configuration électronique d'un atome ou d'un ion monoatomique dans son état
fondamental, état le plus stable.
Pour établir la configuration électronique d'un atome polyélectronique dans son état
fondamental, 3 règles ou principes doivent être appliquées : le principe d’exclusion de Pauli,
la règle de Klechkovsky et la règle de Hund.
a) Principe d’exclusion de Pauli
Des résultats expérimentaux ont amené Pauli à énoncer le principe d’exclusion de Pauli:
Deux électrons ne peuvent avoir leurs 4 nombres quantiques identiques.
En particulier si nous considérons deux électrons qui ont même valeur de n,l et ml, ils
diffèrent obligatoirement par leur spin. Si la case quantique ne contient qu’un électron, il est dit
célibataire. Si par contre elle contient 2 électrons, leurs spins, opposés d’après Pauli, sont dits
antiparallèles. Les 2 électrons sont dits appariés: ils forment un doublet électronique: