« Introduction à la mécanique quantique/Les orbitales atomiques » : différence entre les versions

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:''Des informations complémentaires, mais non nécessaires, à cette leçon peuvent être trouvées dans les articles de Wikipédia :'' [[:w:Atome|Atome]], [[:w:Orbitale atomique|Orbitale atomique]].
:''Des représentations d'orbitales peuvent être trouvées sur Wikimedia Commons : [[:commons:Category:Atomic orbitals|Atomic orbitals]].
:''Le sujet est également abordé dans un livre de chimie générale sur Wikibooks, chapitre : [[:b:Structure atomique (Chimie générale)|Structure atomique]].''
 
== Introduction ==
Le problème consistant à trouver les orbitales atomiques est difficile à résoudre : il faudrait, en toute rigueur, tenir compte des interactions entre les électrons et le noyau, entre les électrons eux-mêmes ainsi que des mouvements d'ensemble… Pour pouvoir répondre à ce problème, nous sommes amenés à effectuer un certain nombre d'approximations courantes :
 
* l'[[:w:approximation de Born-Oppenheimer|approximation de Born-Oppenheimer]], qui consiste à négliger les mouvements du proton — celui-ci étant bien plus massif que les électrons ;
* l'[[:w:approximation orbitale|approximation orbitale]], qui constiste à négliger les interactions entre électrons, comme s'ils évoluaient sur des ''orbites'' indépendantes les unes des autres.
 
Au lieu de la fonction d'onde « réelle » donnant la probabilité de trouver l'électron 1 à une position ''x₁'' et l'électron 2 à une position ''x₂'' ''etc.'' et qui s'écrirait :
 
== Théorie de Slater ==
Dans la pratique, négliger les interactions entre électrons n'est pas toujours possible. [[:w:John Clark Slater|John Clark Slater]] a proposé une méthode permettant de corriger les résultats obtenus.<ref>{{en}} [[:w:John Clark Slater|John C. Slater]], « ''Atomic Shielding Constants''», Phys. Rev. vol. ''36'', p. 57 (1930).</ref>
 
Deux électrons ayant la même charge, ils ont un effet répulsif l'un sur l'autre. Pour prendre cela en compte, Slater a proposé de traduire ce phénomène comme un ''affaiblissement'' de la charge électrique du noyau. On parle d’'''effet d'écrantage''' : ils n'ont plus pour charge ''Z'', mais une '''charge effective''' ''Z<sup>*</sup>'' modifiée pour tenir compte de cet écrantage.
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