Les nombres quantiques - E

Les nombres
Les nombres
quantiques
quantiques
Emilie
Emilie Deaux Deaux
Priscilla
Priscilla Peyrol Peyrol
St
Sté éphanie phanie Battistel Battistel

SOMMAIRE
SOMMAIRE
Introduction Introduction
Les Les é électrons lectrons
Le nombre quantique principal n Le nombre quantique principal n
Le nombre quantique secondaire l Le nombre quantique secondaire l
Le nombre quantique magn Le nombre quantique magné étique m tique m
Le nombre quantique de Spin s Le nombre quantique de Spin s
Les principes Les principes
Principe d
Principe d’ ’exclusion de Pauli exclusion de Pauli
R
Rè ègle de gle de Klechkowski Klechkowski
Principe de stabilit
Principe de stabilité é
Formule quantique ou
Formule quantique ou é électronique d lectronique d’ ’un atome un atome
R
Rè ègle de Hund gle de Hund
R
Rè ègle de Schr gle de Schrö ödinger dinger
Les orbitales Les orbitales
Nombre quantique n
Nombre quantique n
Nombre quantique l
Nombre quantique l
Repr
Repré ésentation des orbitales sentation des orbitales

Introduction
Introduction
La th
La thé éorie d orie dé écouverte par Planck en 1900, d couverte par Planck en 1900, dé émontre que les montre que les é échanges d changes d’é ’énergie nergie
entre la mati
entre la matiè ère et le rayonnement s re et le rayonnement s’ ’effectue non de fa effectue non de faç çon r on ré éguli guliè ère mais par paquet, re mais par paquet,
par quantit
par quantité édiscontinu. On donne alors le nom de discontinu. On donne alors le nom de « «quantum quantum » »à àchacun de ces chacun de ces
paquets.
paquets.
Einstein, en 1905, d
Einstein, en 1905, dé émontre que la lumi montre que la lumiè ère que l re que l’ ’on croyait forc on croyait forcé ément être une ment être une
onde est form
onde est formé ée de grains d e de grains d’é ’énergie que l nergie que l’ ’on appellera plus tard photons. La physique on appellera plus tard photons. La physique
quantique vient de na
quantique vient de naî ître. tre.
En m
En mé écanique classique une particule est enti canique classique une particule est entiè èrement caract rement caracté éris risé ée par 6 param e par 6 paramè ètre: tre:
Les 3 param Les 3 paramè ètre de position : x, y et z tre de position : x, y et z
Les 3 param Les 3 paramè ètre de vitesse : vx, tre de vitesse : vx, vy vy et et vz vz
En m
En mé écanique quantique, une particule comme l canique quantique, une particule comme l’é ’électron est caract lectron est caracté éris risé énon pas non pas
par les param
par les paramè ètres classiques mais par les 4 nombres quantique : n, l, m et s. tres classiques mais par les 4 nombres quantique : n, l, m et s.
Ces quatre nombres caract
Ces quatre nombres caracté érisent les mouvements microscopique de l risent les mouvements microscopique de l’é ’électron lectron
autour du noyau.
autour du noyau.

Les
Les é électrons lectrons
La m
La mé écanique ondulatoire permet d canique ondulatoire permet d’ ’associer une onde associer une onde Ψ Ψà àune particule. La une particule. La
r
ré ésolution de la fonction d solution de la fonction d’ ’onde d onde d’ ’un un é électron n lectron né écessite d cessite d’ ’introduire dans le calcul les introduire dans le calcul les
quatre nombres quantiques.
quatre nombres quantiques.
La r
La ré ésolution de solution de Ψ Ψ(x, y, z (x, y, z… …) permet de d ) permet de dé éterminer la g terminer la gé éom omé étrie des volume trie des volume
appel
appelé és orbitales. s orbitales.
1/ Le nombre quantiques principal : n
1/ Le nombre quantiques principal : n
Ce nombre quantique d
Ce nombre quantique dé éfinit : finit : - -une couche d une couche d’é ’électrons lectrons
-
-un volume disponible pour les un volume disponible pour les é électrons. lectrons.
Il s
Il s’ ’agit d agit d’ ’un entier qui peut prendre toutes les valeurs positives sup un entier qui peut prendre toutes les valeurs positives supé érieure rieure à à1. Il 1. Il
repr
repré ésente aussi le num sente aussi le numé éro de chaque p ro de chaque pé ériode de la classification des riode de la classification des é él lé éments. Le ments. Le
nombre quantique n intervient dans la composante radiale de la f
nombre quantique n intervient dans la composante radiale de la fonction d onction d’ ’onde. Il onde. Il
caract
caracté érise la taille ou le rayon de l rise la taille ou le rayon de l’ ’orbitale et son orbitale et son é énergie. nergie.

Classification des
Classification des é él lé éments ments
Q
Q
P
P
O
O
N
N
M
M
L
L
K
K
Niveau
Niveau
7
7
6
6
5
5
4
4
3
3
2
2
1
1
n
n