Calculateur de nombres quantiques

Les nombres quantiques décrivent de façon compacte l'état d'un électron dans un atome. Le nombre quantique principal n désigne la couche et peut être tout entier positif. Des valeurs plus élevées de n correspondent généralement à des orbitales plus éloignées en moyenne du noyau et, dans les atomes hydrogénoïdes, à une énergie moins négative. Le nombre quantique de moment cinétique l désigne la sous-couche et prend une valeur entière de zéro à n moins un. Par convention, les valeurs 0, 1, 2 et 3 de l correspondent aux orbitales s, p, d et f. Le nombre quantique magnétique m_l précise l'orientation d'une orbitale dans une sous-couche. Il prend des valeurs entières de moins l à plus l, zéro compris, soit 2l plus 1 orbitales possibles. Chaque orbitale spatiale peut contenir deux électrons, car le nombre quantique de spin m_s admet deux projections : plus un demi et moins un demi. Le principe d'exclusion de Pauli stipule que deux électrons d'un même atome ne peuvent pas avoir les quatre mêmes nombres quantiques. Ce calculateur vérifie d'abord les quatre règles de valeurs autorisées. Pour un état valide, il affiche la notation spectroscopique de l'orbitale, la population maximale de la couche choisie et celle de sa sous-couche. Une couche possède n au carré orbitales spatiales et peut donc accueillir 2 fois n au carré électrons. Une sous-couche possède 2l plus 1 orbitales et peut accueillir deux fois ce nombre d'électrons. Ces capacités décrivent les états disponibles ; elles ne donnent pas le nombre réel d'électrons d'un atome sans information supplémentaire sur sa configuration électronique. L'énergie affichée utilise l'expression hydrogénoïde simple : moins 13.6 électronvolts divisé par n au carré. Elle n'est exacte que pour l'hydrogène dans l'approximation non relativiste et sert de référence pour les ions à un électron lorsque la charge nucléaire est prise en compte séparément. Dans les atomes à plusieurs électrons, l'écrantage, la pénétration, la répulsion électronique, le couplage spin-orbite et d'autres effets séparent des énergies que ce modèle élémentaire considère égales. Utilisez le résultat pour apprendre les règles et la structure des couches, et non pour prédire avec précision des spectres atomiques complexes.