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Chimie · Glossaire

Qu'est-ce que « Orbitale atomique, couche, sous-couche » ?

Aussi appelé : orbitale atomique · couche electronique · sous-couche

Définition 1.7 Chimie universitaire — 1re année · Chapitre 1 — Nombres quantiques et configurations électroniques

Une orbitale atomique est l’état à un électron repéré par les trois nombres (n,l,ml)(n, l, m_l) ; on la représente par une case, . Les orbitales de même nn forment une couche électronique ; celles de même nn et de même ll forment une sous-couche, désignée par nn et par la lettre de ll : 2p est la sous-couche n=2n = 2, l=1l = 1, formée de trois orbitales (ml=−1,0,1m_l = -1, 0, 1).

Exemples

Exemple 1.10 (La troisième couche)

Pour n=3n = 3 : l=0l = 0 (3s, une orbitale), l=1l = 1 (3p, trois orbitales), l=2l = 2 (3d, cinq orbitales, ml=−2,…,2m_l = -2, \dots, 2) : neuf orbitales et au plus 18 électrons. Un électron 3d a par exemple les nombres quantiques (3,2,−1,+12)(3, 2, -1, +\tfrac12).

Exemple 1.18 (Carbone, azote, oxygène, fer)

La méthode donne, pour quatre atomes :

atomeconfigurationdernière sous-couchecélibataires
C\ce{C} (Z=6Z = 6)[He] 2s22p2[\ce{He}]\,2\text{s}^2 2\text{p}^22p : 2
N\ce{N} (Z=7Z = 7)[He] 2s22p3[\ce{He}]\,2\text{s}^2 2\text{p}^32p : 3
O\ce{O} (Z=8Z = 8)[He] 2s22p4[\ce{He}]\,2\text{s}^2 2\text{p}^42p : 2
Fe\ce{Fe} (Z=26Z = 26)[Ar] 3d64s2[\ce{Ar}]\,3\text{d}^6 4\text{s}^23d : 4

Pour le fer, l’ordre de Klechkowski remplit 4s (Z=19,20Z = 19, 20) avant 3d (Z=21Z = 21 à 30) ; la configuration s’écrit avec 3d en premier.

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