Chapitre 5
150
5.4.5 détermiNatioNdel'étatquaNtique
d'uNélectroN
Un ensemble de valeurs pour n, l, m
l
et m
s
définit l'
état quantique
de l'électron
d'un atome. Ainsi, on peut préciser l'état quantique de l'électron d'un atome
d'hydrogène par l'ensemble suivant.
n
= 2 l = 0 m
l
= 0 m
s
= +1/2
Dans ce cas, l'ensemble décrit un état excité et non l'état fondamental,
puisque le nombre quantique principal, n, ne possède pas la plus basse valeur.
Une foule d'autres combinaisons sont possibles, chacune décrivant un état
quantique spécifique.
Pour déterminer le nombre d'états quantiques à partir d'une valeur du
nombre quantique principal, n, il faut déduire le nombre de combinaisons
possibles des autres nombres quantiques en tenant compte des restrictions
imposées par cette valeur de n.
ExEmplE 5.4
On veut établir le nombre d'états quantiques qu'un électron peut posséder
lorsque le nombre quantique principal, n, est 2.
Lorsque n
= 2, l peut valoir 0 ou 1.
Lorsque n
= 2 et l = 0, une seule valeur est autorisée pour m
l
, soit 0. Puisque
m
s
= +1/2 ou -1/2, deux états quantiques sont possibles.
n
= 2
l
= 0
m
l
= 0
m
s
= +1/2
n
= 2
l
= 0
m
l
= 0
m
s
= -1/2
2 états
quantiques
Lorsque n
= 2 et l = 1, trois valeurs sont permises pour m
l
, soit
-1, 0 et +1.
En tenant compte des deux valeurs pour m
s
, soit
±1/2, six états quantiques
sont possibles.
n = 2
l = 1
m
l
= -1
m
s
= ±1/2
n = 2
l = 1
m
l
= 0
m
s
= ±1/2
n = 2
l = 1
m
l
= +1
m
s
= ±1/2
6 états
quantiques
n
En considérant toutes les combinaisons,
huit états quantiques sont
donc possibles pour n
= 2.
ExErcicE 5.12
Déterminez le nombre d'états quantiques possibles lorsque, simultanément,
n
= 3 et l = 2, et représentez leurs combinaisons.
ExErcicE 5.13
Déterminez le nombre d'états quantiques qu'un électron peut posséder lorsque
n
= 3 et m
s
= +1/2
5.5
coNfiguratioNsélectroNiques
La notation de la configuration électronique d'un atome est d'abord fondée sur
des conventions qui permettent de définir rapidement, sous une forme simple,
l'état quantique de ses électrons. En appliquant quelques règles précises, on
peut décrire systématiquement leur répartition dans les orbitales.
État quantique :
ensembledes
quatrevaleursdesnombres
quantiques(n,l,m
l
etm
s
)
qu'un
électronpossèdedansunato
me;chaqueélectrond'unatome
estdécritparunétatquantique
spécifique.
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