Les nombres quantiques

Thèmes abordés

Nombres quantiques, couches électroniques, principe d'exclusion de Pauli, règle de Klechkowski, électrons de valence

Résumé du document

n : nombre quantique principal
➢ entier supérieur ou égal à 1
➢ influence la taille

l : nombre quantique secondaire
➢ entier égal ou supérieur à 0 ; 0 < n-l
➢ influence la forme

m : nombre quantique magnétique
➢ entier relatif ; -l < m < + l
➢ influence la direction

Extraits

[...] III.Configuration électronique : exemples Sodium Calcium Titane Z = 11 donc 11 électrons à remplir Z = 20 Z = 22 1s1 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 1s1 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2 soit 1s1 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2 1s1 2s2 2p6 3s1 Convention : écriture dans l'ordre des couches et non dans l'ordre de remplissage IV.Electrons de coeur et électrons de valence Electrons de coeur : électrons des couches d'énergie les plus basses et complètes (électrons les "plus proches" du noyau) Electrons de valence : électrons occupant les couches et sous-couches "à l'extérieur", encore incomplètes et d'énergie plus haute c'est-à-dire les électrons de nombre quantique principal n le plus grand et les électrons des sous-couches d en cours de remplissage Les électrons de valence sont responsables des propriétés chimiques des éléments et sont les seuls à former des liaisons chimiques. ex. Na : 1s1 2s2 2p6 2s1 1 électrons de valence : 3s1 ex. Ca : 1s1 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 2 électrons de valence : 4s2 ex. Ti : 1s1 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2 4 électrons de valence : 3d2 et 4s2 ! Les électrons des sous-couches f ne sont jamais des électrons de valence V. Ecriture abrégée Les électrons de coeur sont remplacés par le symbole du gaz rare. [...]

[...] Ces niveaux d'énergies sont dits "dégénérés". NRJ M n=3 l=2 l=1 l=0 l=1 l=0 l=0 3d 2p 3s 2p 2s 1s m = ; ; 0 ; 1 ; 2 m = ; 0 ; 1 m=0 m = ; 0 ; 1 m=0 m=0 3d-2 3d-1 3d0 3d1 3d2 2p-1 2p0 2p1 3s0 2p-1 2p0 2p1 2s0 1s0 L n=2 K n=1 Chaque sous-couche se compose d'un ou plusieurs orbitales atomiques. II.Remplissage des couches électroniques Chaque orbitale pourra "contenir" au maximum 2 électrons. [...]

[...] Principe de stabilité Le remplissage des orbitales atomiques se fait par ordre d'énergie croissante, en commençant par le plus bas. L'édifice le plus stable, c'est-à-dire l'état fondammental, correspond à la somme la plus faible des énergies. C. Règle de Klechkowski Le remplissage des sous-couches électroniques se fait dans l'ordre des croissants, et pour le même selon l décroissant. n l n+l sous couche nbe max électron 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s2 configuration électronique n l=0 1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s l=1 l=2 l=3 2p 3p 4p 5p 6p 7p 3d 4d 5d 6d 7d 4f 5f 6f 7f D. [...]

[...] ex. Na : (10Ne) 3s1 ex. Ca : (18Ar) 4s2 Lorsque la couche d est complétement remplie, on l'ajoute à l'ensemble des électrons de coeur. ex. As = 33) : 3d10 4s2 4p3 5 électrons de valence : 4s2 4p3 Les électrons de valence sont les derniers électrons de la liste (même si cela ne correspond pas à l'ordre de remplissage). [...]

[...] Nombres quantiques I. Définition A. Nombres quantiques n : nombre quantique principal entier supérieur ou égal à 1 influence la taille l : nombre quantique secondaire entier égal ou supérieur à 0 ; 0 [...]