Avant de comprendre ce que sont le nombre quantique magnétique et le nombre quantique tourner, il faut se rappeler ce que signifie le mot orbital.
L'orbite est la région de l'espace autour du noyau où la probabilité de trouver un électron particulier est la plus grande.
Pour mieux comprendre, pensez à une ruche. Il n'est pas possible de dire avec certitude la trajectoire et la position de chaque abeille, cependant, nous pouvons indiquer la région autour de la ruche où les abeilles sont les plus susceptibles de se trouver. De même, l'orbitale indique la région autour du noyau de l'atome où la position des électrons sera le plus susceptible d'être déterminée.
Puisque l'électron a une double caractéristique, c'est-à-dire qu'il se comporte comme une particule et aussi comme une onde; les scientifiques préfèrent l'identifier en fonction de son contenu énergétique. Par des calculs mathématiques, le scientifique Erwin Schrödinger, en 1927, a mis en relation la nature corpusculaire, l'énergie, la charge et la masse de l'électron. Ainsi, chaque électron en est venu à être caractérisé par des nombres quantiques.
Les nombres quantiques sont des codes mathématiques associés à l'énergie des électrons.
Les deux nombres quantiques les plus connus sont les nombre quantique principal (n) et le nombre secondaire ou azimutal (là).Le principal indique la couche ou le niveau d'énergie (K, L, M, N, O, P, Q) dans lequel se trouve l'électron, allant respectivement de 1 à 7. L'azimut représente les sous-niveaux d'énergie (s, p, d, f), qui sont respectivement 0,1,2,3. Les deux apparaissent dans le diagramme énergétique ci-dessous, où le nombre quantique principal représente les sept « escaliers » et le nombre quantique secondaire est représenté par les « escaliers » des escaliers.
Considérons maintenant le nombre quantique magnétique et le tourner:
- Nombre quantique magnétique (m ou mlà) → indique l'orientation des orbitales dans l'espace.
D'après le diagramme énergétique ci-dessous, les valeurs de m sont représentées par des petits carrés (ou par des boules, selon l'auteur). Pour chaque orbitale, nous avons une valeur pour le nombre quantique magnétique, qui varie de -là le+1.
Diagramme énergétique indiquant le nombre quantique magnétique
-
Nombre quantique spin (s ou ms)→Une orbitale contient au maximum deux électrons. Ils ne se repoussent pas car ils tournent dans des directions opposées, créant des champs magnétiques qui s'attirent. Ainsi, la force d'attraction, qui est le magnétique; et celle de la répulsion, qui est électrique, sont contrebalancées.
Spins opposés ou antiparallèles, électrons tournant dans des directions opposées.
De cette façon, on ne représente dans chaque petit carré que deux électrons au maximum, qui sont représentés par des flèches et ont les valeurs +1/2 et -1/2.
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Il représente, par convention, un électron de spin négatif s = -1/2.
↓ |
Il représente, par convention, un électron de spin positif s = +1/2.
A titre d'exemple, regardons l'élément hélium, qui a deux électrons et un seul niveau d'énergie; son symbole est: 2il
↑↓ |
Sa représentation symbolique est donnée par :
Représentation de la position de l'électron le plus énergétique dans l'hélium
Nous avons donc leurs nombres quantiques pour le 1er et le 2e électron :
1er électron: 2ème électron :
n=1 n=1
l= 0 l=0
m = 0 m = 0
s= -1/2 s= +1/2
Par Jennifer Fogaça
Diplômé en Chimie
La source: École du Brésil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/numeros-quanticos-magnetico-m-ou-ml-spin-s-ou-ms.htm