Maîtriser les nombres quantiques et les configurations électroniques

Comprendre-les-nombres-quantiques-et-les-configurations-électroniques

Les-nombres-quantiques-jouent-un-rôle-essentiel-dans-la-définition-des-propriétés-des-électrons-dans-les-atomes.-Ils-servent-d'identifiants-uniques-qui-décrivent-la-position-et-l'énergie-d'un-électron-au-sein-d'un-atome.-Les-configurations-électroniques,-qui-sont-des-distributions-d'électrons-dans-les-orbitales-d'un-atome,-peuvent-être-déterminées-en-utilisant-ces-nombres-quantiques.-Cet-article-explore-les-subtilités-de-ces-nombres-et-comment-les-utiliser-pour-déterminer-les-configurations-électroniques.

Analyse-détaillée-des-nombres-quantiques-:

• Nombre-quantique-principal-(n)-:-Ce-nombre-définit-le-niveau-d'énergie-principal-ou-la-couche-qu'un-électron-occupe.-C'est-un-entier-positif-(n=1,-2,-3…).-À-mesure-que-n-augmente,-l'électron-est-plus-éloigné-du-noyau-et-possède-une-énergie-plus-élevée.
• Nombre-quantique-azimutal-(l)-:-Également-connu-sous-le-nom-de-nombre-quantique-du-moment-angulaire,-il-définit-la-forme-de-l'orbitale.-Il-varie-de-0-à-(n-1).-Par-exemple,-si-n=3,-l-peut-être-0,-1,-ou-2.-Chaque-valeur-de-l-correspond-à-différentes-orbitales:-0-(orbitale-s),-1-(orbitale-p),-2-(orbitale-d),-et-ainsi-de-suite.
• Nombre-quantique-magnétique-(m_l)-:-Ce-nombre-décrit-l'orientation-de-l'orbitale-dans-l'espace.-Sa-plage-va-de--l-à-+l.-Par-exemple,-si-l=2,-m_l-peut-être--2,--1,-0,-+1,-ou-+2.
• Nombre-quantique-de-spin-(m_s)-:-Il-représente-le-spin-de-l'électron-et-peut-être-soit-+½-soit--½.-Le-nombre-quantique-de-spin-rend-compte-des-deux-orientations-possibles-du-spin-d'un-électron.

Comment-déterminer-la-configuration-électronique-:

En-utilisant-ces-nombres-quantiques,-on-peut-déterminer-la-configuration-électronique-d'un-atome.-La-configuration-électronique-nous-donne-une-image-claire-de-la-manière-dont-les-électrons-sont-répartis-parmi-les-différentes-orbitales-et-niveaux-d'énergie-dans-un-atome.-Voici-la-méthode-étape-par-étape-pour-déterminer-la-configuration-électronique-:

Étape-1-:-Identifier-le-nombre-d'électrons-dans-l'atome.

Le-numéro-atomique-d'un-élément-dans-le-tableau-périodique-indique-le-nombre-d'électrons-dans-un-atome-neutre-de-cet-élément.

Étape-2-:-Utiliser-le-principe-de-Aufbau.

Les-électrons-remplissent-les-orbitales-en-commençant-par-les-niveaux-d'énergie-les-plus-bas-avant-de-passer-à-des-niveaux-plus-élevés.-L'ordre-est-:-1s,-2s,-2p,-3s,-3p,-4s,-3d,-4p,-5s,-4d,-5p,-6s,-4f,-5d,-6p,-7s,-5f,-6d,-7p.-Un-moyen-mnémotechnique-utile-pour-se-souvenir-de-cela-est-de-tracer-des-lignes-en-diagonale-à-travers-les-orbitales-dans-cet-ordre.

Étape-3-:-Suivre-la-règle-de-Hund.

La-règle-de-Hund-stipule-que-les-électrons-rempliront-d'abord-les-orbitales-dégénérées-(orbitales-ayant-le-même-niveau-d'énergie)-de-manière-simple-avant-de-s'apparier.-Cela-minimise-la-répulsion-entre-les-électrons-et-augmente-la-stabilité.

Étape-4-:-Appliquer-le-principe-d'exclusion-de-Pauli.

Aucun-des-deux-électrons-dans-un-atome-ne-peut-avoir-le-même-ensemble-de-quatre-nombres-quantiques.-Ce-principe-assure-à-chaque-électron-d'un-atome-une-position-et-un-spin-uniques.

Exemple-de-configuration-électronique-en-utilisant-les-nombres-quantiques:

Considérons-l'élément-Carbone,-qui-possède-6-électrons.-Voici-comment-vous-détermineriez-sa-configuration-électronique-:

1. D'abord,-identifier-le-nombre-d'électrons-:-6.
2. Utiliser-le-principe-de-Aufbau-:
• 1s²-:-2-électrons
• 2s²-:-2-électrons
• 2p²-:-2-électrons
3. En-utilisant-la-règle-de-Hund,-les-2p²-seront-répartis-dans-les-trois-orbitales-2p-comme-suit-:-2p²-(2p_x=1,-2p_y=1,-2p_z=0).

Donc,-la-configuration-électronique-pour-le-Carbone-(numéro-atomique-6)-sera-1s²-2s²-2p².

Conclusion:

Les-nombres-quantiques-et-les-configurations-électroniques-sont-des-concepts-fondamentaux-pour-comprendre-la-structure-et-le-comportement-des-atomes.-En-apprenant-et-en-appliquant-ces-principes,-on-peut-prédire-et-expliquer-les-propriétés-chimiques-des-éléments.-Ces-principes-facilitent non seulement une compréhension plus approfondie de la structure atomique, mais posent également les bases pour explorer des sujets plus avancés en chimie et en mécanique quantique.

Tags: Chimie, Mécanique quantique, Configuration électron