Nombres quantiques

dans le modèle de bord de l'atome d'hydrogène l'électron de l'atome d'hydrogène orbite autour du noyau chargée positivement selon donc une trajectoire circulaire à une certaine distance que je note petit air de ce noyau donc dans le modèle de bord l'électron est en orbite comme les planètes autour du soleil dans la version mécanique quantique de l'atome d'hydrogène et bien on ne sait pas précisément où se trouve d'électrons par contre on peut définir une zone dans l'espace une région dans laquelle on a une très grande probabilité de trouver cet électron et cette région dans l'espace où on a de très grandes chances de trouver l'électron on l'appelle une orbitale donc en version mécanique quantique l'électron est dans une orbitale pour cet atome d'hydrogène et bien il faut imaginer cette orbitale 7 régions de l'espace où il ya de grandes chances de trouver l'électron comme une sphère autour de ce noyau donc là on imagine qu'on en fait un volume une sphère et dans cette sphère qui a une certaine taille eh bien on a une très grande probabilité de trouver l'électron on a donc ces deux versions de l'atome d'hydrogène en compétition le modèle de bord il correspond à un modèle de mécanique classique avec l'électron qui gravite orbite autour du noyau comme une planète autour du soleil mais la mécanique quantique nous a dit qu'on ne sait pas exactement où cet électron se situe est ce à cause du principe d'incertitude d'heisenberg et aujourd'hui on sait que le modèle de bord il est incorrect et que le modèle de la mécanique quantique c'est celui qui à l'heure actuelle correspond le mieux à ce que l'on observe du comportement des atomes et des électrons à cette échelle atomique avec cette hypothèse des électrons dans des orbites and on peut décrire les électrons dans ces orbitale à l'aide de quatre nombres quantique et c'est de ça dont on va parler dans cette vidéo on va commencer par le premier nombreux quantique qui est le nombre quantique principale qu'on note petites haines et petit n71 entier strictement positif donc qui peut être égal à 1 2 3 etc est ce que nous indique petites haines c'est le niveau d'énergie principales occupées par l'électron on parle également de la couche dans laquelle se trouve électrons à quoi ça correspond quand n augmentent bien en fait quand on augmente la distance moyenne de l'électron par rapport au noyau va augmenter et par conséquent l'énergie associés va également augmenter par exemple si j'imagine que j'ai un noyau chargée positivement ici et bien pour un niveau n égale 1 je vais avoir l'électron en moyenne à cette distance du noyau avec si cette distance moyenne pour n égale 1 quand je passe à n égale 2 eh bien je vais avoir une distance moyenne du noyau qui va être plus grande par exemple ici là c'est peut-être distance moyenne quand on a à peine égale 2 donc la distance entre d'électrons et le noyau et quand la distance augmente bien l'énergie associé augmentent également donc c'est bien à ça qu'il faut penser lorsqu'on parle du nom quantique principal elle sait que ça nous donne l'information sur quel est le niveau d'énergie principales occupées par l'électron donc plus n est important plus l'énergie va être importante est également la distance au noyau la distance au centre de l'atome va augmenter avec n le deuxième nombre quantique qui leur permettent de caractériser l'électron ça va être le nombre quantique azimutal ou secondaires qu'on note petites ailes petite elle qu'est ce qui nous indique est bien lui nous va nous indiquer la forme de l'orbit talent c'est un nombre qui peut prendre différentes valeurs et les valeurs qu'il va pouvoir prendre vont dépendre de la valeur de haine du nombre quantique principal elle s'éteint entier qui peut prendre leurs 2 021 etc jusqu'à la valeur maximale de haine -20 donc par exemple ci n est égal à 1 eh bien elle moins 20 c'est égal à zéro donc pour elle la seule valeur possible la seule valeur accessible c'est zéro dans ce cas pour un égal 1 on a une seule valeur pour elle c est légal bureau et quand elle est égale à zéro et bien l'hôpital correspondante s'appelle une orbitale s et les orbitale s ont des formes sphériques comme ceci donc lorsque n égale 1 on a forcément elle qui est égal à zéro et une orbital est-ce qui a la forme glisse faire donc la zone de l'espace dans laquelle et le plus probable de trouver d'électrons à la forme d'une sphère qu'est ce qui se passe maintenant si elle est égale à 2 merci n est égal à 2 n -20 il vaut 1 donc elle il peut prendre de valeur ils peuvent toujours prendre l égal 0 est également l égal 1 remarque d'ailleurs que du coup le nombre de valeurs que peut prendre elle est égale à n ont pour l égal 1 on a une valeur possible pour elle pour un égal 2 on a deux valeurs possibles pour elle et ça ça se répète pour un égal 3 4 et c'est donc là on n'a de valeur possible elle égale zéro et est légal on a vu que pour l égal 0 ça correspondait à une forme d'orbital sphére puisqu'on a une orbital est ce qui est de forme sphérique comme ceci et lorsque l égale 1 1 eh bien on a une autre forme d'orbital désormais talent qu'on appelle les orbitale paix et dans metal pl ont une forme un petit peu particulière un petit peu bizarre c'est un petit peu défi difficile à dessiner pour que ça bien symétrique est bien jolie fête ses 2 loeb qui sont autour d'un même axe voilà comme ceci alors on parle de forme d'alter ou encore de sabliers pour bien se les représenter il s'agit bien d'un volume 1,1 souligne nick ca c c'est un volume dans l'espace n'a donc cette forme particulière d'alter ou de sabliers pour heather mittal p qui correspond à un nombre quantique azimutal est légal 1 pour une orbite alpes et la zone de l'espace dans laquelle il est le plus probable de troll électrons correspond donc à ceux ci à noter également pour ce nombre quantique azimutal l on peut également trouver la dénomination sous couche je mettre entre parenthèse ici au même titre qu'on avait le terme de couches pour le nombre quantique principal est né bien on a aussi le terme de sous couche pour désigner ce nombre quantique azimutal petit elle va pas maintenant le troisième nombreux quantique il s'agit de nombreux quantique magnétique qu'on note m indice elle qu'est ce que représente ce nombre quantique magnétique et bien en fait lui il va nous indiquer l'orientation de l'hôpital par rapport au noyau m 1,10 elle c'est un nombre qui peut prendre différentes valeurs et les valeurs qu'il va pouvoir prendre vont dépendre directement de la valeur de l aime indice elle s'éteint entier qui peut être négatif et qui va avoir des valeurs comprises entre - elle jusqu'à 0 et c'est jusqu'à plus l on va voir un exemple pour se représenter un petit peu mieux de quoi il s'agit par exemple si on a une valeur de l qui est zéro pour l égal 0 par conséquent on a une seule valeur possible pour le nombre quantique magnétique m 1,10 elle aime un disque elle est forcément un gala 0 on a vu juste au dessus que lorsque elle est égale à zéro cela signifie qu'on a une orbital est-ce qui a une forme sphérique et si j'ai mon noyau ici avec trois axes l'acce xy et l'accès d'ici là j'ai une seule façon d'orienter ma sfere autour de ces axes que ma sfere là une symétrie forcément autour de ces trois actes comme ceci ce qui a du sens avec le fait que ml égal zéro qu'on a une seule valeur pour ml on a une seule façon de positionner cette sphère autour de ce noyau donc pour une orbital sg est légal vu rouge une seule valeur pour m indiciels qui vous iront également puisque j'ai une sphère et que j'ai une seule orientation de cette orbitale sauf eric autour du noyau par contre si gl qui vaut 1 quelles sont les valeurs autorisées pour mon ombre quantique magnétique bien dans le cas de l qui vaut un bon nombre quantique meetic ml il peut prendre trois valeurs il peut prendre - c'est à dire moins 1 0 et l1 fait donc trois valeurs possibles pour monde quantique magnétique ce qui signifie qu'en fait j'ai trois orientations possibles pour les orbitale correspondante et on a vu que pour l égale 1 1 on avait les orbites alpes est en forme d'alter ou de sablier et qu'une orbitale pc en fait de loeb qui sont centrés autour d'un même axe j'ai trois axes autour de mon noyau ici j'ai bien 3 façon de positionner mon orbitale paix autour de mon noyau donc à nouveau si on note les axes ici x y et z je peux par exemple dessiné mon alter le long de l'axé x comme ceci il faut bien s'imaginer que ça c'est un volume un souci de faire un peu donc comme ça pour qu'on voie un peu qu'il s'agit bien d'un volume donc là j'ai bien une orbitale un volume en forme et d'alter qui est centrée sur l'acte et this oubien je peux positionner cette orbitale en forme d'alter autour de l'axé y comme ceci avec deux lobes symétrique qui représente bien un volume et enfin je peux également le positionner autour de l'acte et z voilà la troisième possibilité d'orientation de mon orbitales autour du noyau donc pour les orbites alpes et on a trois possibilités d'orientation autour de noyaux selon chacun des axes x y et z selon la cne x qu'on appelle une orbite alpes et un 10 6 une orbitale qui est selon l'axé y on appelle une orbite alpes et indices y est selon l'accusé à une orbite alpes et 1 10e on a donc trois ans mittal p possible une sur chacun des axes donc ce nombre quantique magnétique m indices qu'elle nous donne donc bien l'information sur l'orientation de leur vie talent et surtout sur le nombre d'orientations possible que laure bitale peut prendre le dernier nombre quantique dont on va parler c'est le nombre quantique magnétique de spin qu'on note m 1,10 petit est alors pour se le représenter eh bien on va imaginer que l'électron je représente est ici tourner sur lui même autour d'un axe comme ceci mais il peut aussi tourner sur lui-même autour du même axe dans l'autre sens comme ceux-ci to spin en anglais ça veut dire tourner sur soi même et donc l'électron il peut prendre deux valeurs pour ce nombre quantique mike de spin qu'on peut associer aux deux façons possibles de tourner sur soi même une valeur de plus un demi et une valeur de moins un demi leur attention ce n'est absolument pas ce qui se passe dans la réalité l'électro ne tourne pas du tout sur lui même mais le fait de se représenter ce si ça permet de bien garder en tête qu'il y a deux valeurs possibles pour le nombre quantique magnétique de spin m indice est ce une qui correspondrait à une rotation dans ce sens et l'autre la rotation dans l'autre sens donc on a deux valeurs possibles pour un électron + 1/2 ou moins un demi quand on a une valeur de plus un demi eh bien on représente le spin par une flèche vers le haut en anglais on dit que c'est le speed up et pour la valeur de moins d'un demi et bien représente le spin avec une flèche vers le bas en anglais on dit le spin down donc voilà pour les quatre nombres quantique qui vont permettre de caractériser un électron et dans un atome tous les électrons de l'atome vont pouvoir être définies par l'association de ces quatre nombres quantique qui vont être donc différent pour tous les électrons on ne va pas avoir de zèle tron dans le même at home qui ont les mêmes quatre nombres kandic ce n'est absolument pas possible ce qu'il faut bien comprendre c'est que les trois premiers nombres quantique n l&m indices elles décrivent l'orbit talent dans laquelle se trouve l'électron est dans chaque orbital on va pouvoir trouver deux électrons de spin opposé donc l'un avec un nombre quantique myhtique de spin l indice s de plus saint denis et l'autre de -20 demi