Orbitales
Orbitales atomiques
atomiques et
et nombres
nombres quantiques
quantiques
Dans la mécanique quantique, l’électron ne circule pas sur une orbite déterminée, mais reste dans une certaine
région déterminée autour du noyau appelée « orbitale atomique ».
Orbitale atomique = région de l’espace autour du noyau dans laquelle la probabilité de trouver un électron est
grande. On peut se représenter cette région comme un nuage dont la densité augmente avec la probabilité de
présence de l’électron.
Tous les électrons ne se trouvent pas sur la même orbitale atomique. Il y a au maximum 2 électrons pas orbitale
atomique. Chaque orbitale est caractérisée par 3 nombres quantiques qui permettent de la distinguer de façon
unique. Un 4ème nombre quantique renseigne sur l’orientation du spin de l’électron.
Nombre quantique principal
𝑛 = 1, 2, 3, …
La valeur de n est indicative de la distance moyenne entre l’électron et le noyau et est le facteur déterminant de
l’énergie de l’électron.
Nombre quantique secondaire ou azimutal
0≤𝑙 ≤𝑛−1
La valeur de l décrit la forme de l’orbitale.
𝑙 = 0 → 𝑠 ;𝑙 = 1 → 𝑝 ;𝑙 = 2 → 𝑑 ;𝑙 = 3 → 𝑓
Nombre quantique magnétique
−𝑙 ≤ 𝑚 ≤ 𝑙
La valeur de m est le nombre d’états de même énergie. Il détermine l’orientation de l’orbitale dans l’espace.
Nombre quantique de spin
1
𝑚𝑠 = ±
2
,Orbitales
Orbitales atomiques
atomiques et
et nombres
nombres quantiques
quantiques
, Configuration
Configuration electronique
electronique
Le noyau de l’atome étant chargé positivement attire les électrons. Cela abaissera leur niveau d’énergie. Les
orbitales atomiques des couches les plus basses sont donc moins énergétiques que les couches les plus éloignées du
noyau. Les électrons, chargés négativement, se repoussent mutuellement, ce qui élève leur niveau d’énergie.
Ce phénomène est décrit par la loi de Coulomb :
𝑞1 𝑞2
𝐸=
4𝜋𝜖0 𝑟
1. Principe d’édification ou principe de stabilité : on peuple progressivement, par les Z électrons, les
orbitales de plus basse énergie en suivant l'ordre établi par le diagramme de Klechkowski
2. Principe d’exclusion de Pauli : une orbitale atomique ne peut pas être occupée par plus de 2 électrons et
ceux-ci doivent être de spins appariés.
3. Règle de Hund : si plusieurs orbitales atomiques de même énergie sont disponibles pour plusieurs
électrons, alors ils occuperont le plus d’orbitales possibles avec leur spin parallèle
Orbitales atomiques
atomiques et
et nombres
nombres quantiques
quantiques
Dans la mécanique quantique, l’électron ne circule pas sur une orbite déterminée, mais reste dans une certaine
région déterminée autour du noyau appelée « orbitale atomique ».
Orbitale atomique = région de l’espace autour du noyau dans laquelle la probabilité de trouver un électron est
grande. On peut se représenter cette région comme un nuage dont la densité augmente avec la probabilité de
présence de l’électron.
Tous les électrons ne se trouvent pas sur la même orbitale atomique. Il y a au maximum 2 électrons pas orbitale
atomique. Chaque orbitale est caractérisée par 3 nombres quantiques qui permettent de la distinguer de façon
unique. Un 4ème nombre quantique renseigne sur l’orientation du spin de l’électron.
Nombre quantique principal
𝑛 = 1, 2, 3, …
La valeur de n est indicative de la distance moyenne entre l’électron et le noyau et est le facteur déterminant de
l’énergie de l’électron.
Nombre quantique secondaire ou azimutal
0≤𝑙 ≤𝑛−1
La valeur de l décrit la forme de l’orbitale.
𝑙 = 0 → 𝑠 ;𝑙 = 1 → 𝑝 ;𝑙 = 2 → 𝑑 ;𝑙 = 3 → 𝑓
Nombre quantique magnétique
−𝑙 ≤ 𝑚 ≤ 𝑙
La valeur de m est le nombre d’états de même énergie. Il détermine l’orientation de l’orbitale dans l’espace.
Nombre quantique de spin
1
𝑚𝑠 = ±
2
,Orbitales
Orbitales atomiques
atomiques et
et nombres
nombres quantiques
quantiques
, Configuration
Configuration electronique
electronique
Le noyau de l’atome étant chargé positivement attire les électrons. Cela abaissera leur niveau d’énergie. Les
orbitales atomiques des couches les plus basses sont donc moins énergétiques que les couches les plus éloignées du
noyau. Les électrons, chargés négativement, se repoussent mutuellement, ce qui élève leur niveau d’énergie.
Ce phénomène est décrit par la loi de Coulomb :
𝑞1 𝑞2
𝐸=
4𝜋𝜖0 𝑟
1. Principe d’édification ou principe de stabilité : on peuple progressivement, par les Z électrons, les
orbitales de plus basse énergie en suivant l'ordre établi par le diagramme de Klechkowski
2. Principe d’exclusion de Pauli : une orbitale atomique ne peut pas être occupée par plus de 2 électrons et
ceux-ci doivent être de spins appariés.
3. Règle de Hund : si plusieurs orbitales atomiques de même énergie sont disponibles pour plusieurs
électrons, alors ils occuperont le plus d’orbitales possibles avec leur spin parallèle
