Orbitale et nombre quantique de spin s

[Polo]

Bonsoir à tous!
Voilà je voulais savoir s'il était possible de réexpliquer les nombres quantiques n,l,m car je n'arrive pas à appliquer les "formules" pour ensuite comprendre le nombre quantique de spin s jusqu'aux grandes formules des règles de remplissage! Je suis un peu perdue et confuse sur cette partie!

Merci d'avance

[Fat'Matt]

Salut à toi

C'est très simple cette histoire de nombres quantiques ! Tout d'abord qu'est ce que s'est ? Ils permettent en quelque sorte de discerner les différents électrons d'un atome, savoir où il se situent, et de représenter leur niveau d'énergie ! Puisque rappelons le, cette dernière est quantifiée !

- Le nombre quantique principal, c'est "n" ! Il détermine le niveau d'énergie dans lequel évolue ton electron, ce n peut prendre pour valeur 1 ( état fondamental ) jusqu'à l'infini ! n=1 correspondrait à la couche K, n=2 à la couche L ect... ( je fais appel à tes souvenirs de première ou terminale )

--> Pour te le représenter mieux, y'a plusieurs paliers d'énergie dans lesquels se situent tes électrons, et ils sont de plus en plus rapprochés quand n augmente !

-Le nombre quantique secondaire est "l" ! Là ça correspondrait à des sous paliers, toujours quantifiés bien sur !

Ce nombre l est compris entre 0 et (n-1), c'est à dire si n=1, l=0 ! Si n=2, l=0 ou l=1 ! Et cette fois ça sert à décrire la forme de la zone de l'espace dans laquelle t'as une probabilité non nulle de trouver ton électron ! C'est ce qu'on appelle l'orbitale atomique (OA)

Illustration:

Et donc si l=0, ton orbitale est de type S ! Si l=1, elle est de type p, si l=2, de type d ! Enfin, si l=3, de type f, et t'iras pas plus loin en première année !

-Le nombre quantique magnétique "m", lui représente encore un sous niveaux des paliers intermédiaires représentés par "l" ! Et m a une valeur comprise entre +l et -l

Ex: l=0, m= 0 Si l=1 , m=-1, 0, +1 ! C'est très simple, et en fait c'est autant de directions différentes dans l'espace pour ton orbitale atomique !

Par exemple, pour l=1, tu auras m compris entre -1 et +1, on est d'accord ? Donc il prendra pour valeur soit -1, 0, ou 1 ! Donc il y a 3 Orbitale atomique possibles pour l=1, les 3 OA seront dirigées dans trois directions différentes de l'espace qui ont la même énergie, on les dit juste dégénérées !

-Enfin le nombre quantique de spin "s", représente une propriété magnétique de l’électron, une rotation ! Le spin peut prendre deux valeurs opposées, soit un spin positif de +1/2 soit négatif de -1/2 ! Spin positif: ton électron représenté par une flèche est vers le haut dans la case quantique, spin négatif: il est vers le bas !

Illustration d'une case quantique avec des éléctrons:

Voilà voilà, en espérant ne pas m'être trompé et avoir été assez clair ! Après si t'as d'autres questions nhésites pas

[Polo]

Oui j'ai bien compris merci beaucoup!!
A part à la fin dans l'illustration de la case quantique, pourquoi elle est la même pour 1s^2 et 2s^2 ?? J'ai du mal avec cette notation en fait je crois..

Et du coup, es électrons de valence ne sont pas non plus mon fort je n'ai pas compris ce qu'ils étaient vraiment!

[Fat'Matt]

De rien

C'était une illustration comme ça hein ! Mais je vais t'expliquer ça comme je peux !

On a vu que quand l=0, ça correspond à une orbitale de type S ? On est d'accord ! Si l=0, m=0 ? Donc à chaque fois que tu as un s, ça se représente que par une seule case quantique ! Donc 1s^2 et 2s^2 se représentent de la même façon ! C'est les mêmes OA, sauf qu'elles sont sur des paliers d’énergie différents ( d'où le 1 et le 2 devant s, qui représente le nombre quantique "n" ) !

Tu as vu comment ça marche les configurations électroniques ? Tu fais "s,s,p,s,p,s,d,p,s,d,p,s ect..." A apprendre par cœur c'est important

Maintenant quand l=1, orbitale de type p ! m= -1, 0 ou 1, d'où trois OA différentes, donc trois cases quantiques ! Notons que tu peux avoir deux électrons maximums par case quantique, donc 6 en tout pour p !

Enfin, en ce qui concerne les électrons de valences, je vais essayer de te le faire comprendre avec des exemples, sachant que les électrons de valence sont les éléctrons les plus périphériques de l'atome, on va donc prendre l'ensemble des OA qui se trouvent à droite, dans la configuration électronique, de la première OA portant le nombre quantique n le plus élevé :

- Prenons le Ca( Z=20 ): 1s², 2s², 2p⁶, 3s², 3p⁶, 4s² ! En gros, ici il y a deux éléctrons de valence, ceux du "4s²" ! 4 étant le n le plus élevé !

-Maintenant même chose avec du titane Ti (Z=22) : 1s², 2s², 2p⁶, 3s², 3p⁶, 4s² 3d² ----> Ici 4 éléctrons de valence !

T'as compris ?

[Polo]

Si j'ai bien compris, pour le Titane il a 4 électrons de valence car il y a les deux électrons de 4s^2 et les deux électrons de 3d^2 car c'est une "couche incomplète" ? (je sais pas trop comment le dire)

[Fat'Matt]

Hum non c'est pas du au fait qu'elle soit incomplète ! Juste que tu prends ton "n" le plus grand, ici 4, et qu'à partir de là tout ce qui est à droite c'est la couche de valence contenant les électrons de valence ! D'où le 4s², 3d² ! Tout ce qui est à gauche s'appellera le coeur, mais ça c'est pas forcément à savoir !

Compris ?

[Mister J]

Hy

D'abord merci beaucoup Fat'Mat, tes explications sont super claires, et vraiment complètes!

Polo88, j'ai l'impression que tu as compris, je t"invite quand même à voir les diapos et les fiches qui viennent d'être poster sur le forum, ce sera beaucoup plus facile de comprendre le cours avoir un support clair et qui te rappellera certains passage du cours en amphi. De toutes façons, c'est normal de ne pas tout comprendre dès le début!
Peut être à bientôt si tu as d'autres questions, juste essaye d'être un plus précis(e) la prochaine dans le sujet de ta question

[Fat'Matt]

Pas de problème

Bonne soirée !

[Polo]

(Désolé du retard j'avais pas vu les réponses)
J'ai tout compris, un grand merci pour tes explications Fat'Matt !!

Et oui, J'avoue que ma question n'était pas super claire car ce ne l'était pas vraiment dans mon esprit.. A l'avenir j'essaierai d'être plus clair!!
Bonne soirée

[Alan]

Salut, j'ai un pb avec un qcm que je ne comprends pas.
On nous dit "determiner le nd d'e- ayant un nb quantique magnetique valant +1 dans les atomes suivants: 33As, 56Ba, 24Cr, 29Cu "
Par ex je calcule le 24Cr, donc c'est une exception ce qui me donne s²s² p6s² p6s1 d5
pour trouver le nb quantique magnetique valant 1 il faut voir quand est ce que m=1 c'est bien ca?
donc cad avec les couches p et d ?
Je dessine les cases quantiques donc pour p ayant 3possibilités -1,0,1 ect ..
en faisant ça je trouve 3 nb quantique egal a +1 alors que la reponse est 5 !
quelqu'un peut m'eclairer ?
Merci !

[RLG]

salut,
n'oublierais tu pas l'électron de spin opposé dans la case quantique m+1 ?
dans p⁶ il ya bien 2électrons dans la case quantique m+1, fait la représentation et tu comprendras

bonne journée

ps:n'hésite pas à créer un nouveau sujet sinon on ne s'en sort pas

[Alan]

Ahh oui voila j'avais oublié ce petit spin c'est vrai merci beaucoup
Vous dites que cette leçon est facile, plus facile que la thermo ... Mais pas tellement si? Il y a enormement de choses à écrire pour calculer et règles à prendre en compte
Desolée pour ne pas avoir crée de nouveau sujet, la prochaine fois je ferai attention

[RLG]

on n'a jamais dit que c'était une leçon facile (j'ai meme eu du mal au début moi meme ) mais plus abordable concernant les qcm que la thermo ou une erreur de calcul est souvent très vite arrivée et tu ne peux pas tout recommencer