Orbitale atomique

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Le terme d'orbitale atomique est une notion de physique quantique, utilisée dans le modèle quantique de l'atome. Ainsi dans ce modèle, contrairement à l'ancien modèle planètaire de l'atome, on ne considère plus que les électrons d'un atome sont en orbite circulaire (ou même elliptique) autour du noyau, mais gravite de façons indescriptible autour du noyau. On définit alors une zone de l'espace où la probabilité de trouver un électron autour du noyau est de 95%. Cette zone est appelée orbitale atomique.

[modifier] Définition

Une orbitale atomique indique la probabilité de présence d'un électron autour du noyau d'un atome isolé. Il s'agit de la fonction d'onde de l'électron, déterminée par l'équation de Schrödinger en utilisant l'approximation orbitale.

La fonction d'onde <math>\Psi(r)\,</math> satisfait l'équation aux valeurs propres de l'hamiltonien (appellée aussi équation de Schrödinger indépendante du temps, ou encore équation des états stationnaires):

H est un opérateur appelé hamiltonien, <math>\Psi\,</math> est la fonction d'onde et E est l'énergie associée à cette fonction d'onde. La fonction d'onde <math>\Psi\,</math> peut être écrite soit en coordonnées cartésiennes x,y et z, soit en coordonnées sphériques r, <math>\Theta\,</math> et <math>\Phi\,</math> :

<math>\Psi_{n,l,m_l}(x,y,z) = \Psi_{n,l,m_l}(r,\Theta,\Phi)</math>

[modifier] Nombres quantiques

Les indices <math>n</math>, <math>l</math> et <math>m_l</math> sont les trois nombres quantiques décrivant une orbitale atomique de l'électron :

<math>n</math> est le nombre quantique principal. <math>n\in[1..\infty]\,</math>
<math>l</math> est le nombre quantique secondaire (ou azimutal). <math>l\in[0..n-1]\,</math>
<math>m_l</math> est le nombre quantique tertiaire (ou magnétique). <math>m_l\in[-l..l]\,</math>

Le nombre <math>l</math> définit la forme et la symétrie de l'orbitale, et peut être noté en utilisant les lettres s, p, d, f :