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

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Robot : Changement de type cosmétique
m (Robot : Changement de type cosmétique)
== Forme des orbitales ==
 
===== Surface frontière (vue 3D) =====
 
La Surface frontière est la surface à l’intérieur de laquelle la probabilité de trouver un électron est grande.
* '''''Orbitale de type s''''' → sphère centrée sur le noyau
 
<center>[[ImageFichier:Orbitale-s.jpg]]</center>
 
 
* '''''Orbitale de type p''''' → 2 lobes le long d’un axe commun (x, y ou z) de part et d’autre du plan à cet axe, et centrés sur le noyau. Il y a 3 orbitales p (m = -1, 0, +1), p<sub>x</sub> suivant l'axe des x, p<sub>y</sub> suivant l'axe des y et p<sub>z</sub> suivant l'axe des z,
 
<center>[[ImageFichier:Orbitale-p.jpg]]</center>
 
{{Coloré|##FF0000|Là où la fonction d'onde Ψ = 0 (et donc Ψ{{exp|2}} = 0) on a ce qu’on appelle un nœud (c’est là où la fonction d'onde Ψ est nulle, changeant de signe (voir plus loin))}}
# d<sub>z</sub>{{exp|2}} a 2 lobes centrés sur l'axe z et possède un petit volume torique (volume en forme d'anneau, de bouée) centré sur le noyau.
 
<center>[[ImageFichier:Orbitale-d.jpg]]</center>
 
===== Sections de Ψ (vue 2D) =====
 
Ces sections vont bissecter (couper en deux) l’orbitale en passant par le noyau → passage d'un repère 3D à un repère plane, 2D.
 
* '''''Orbitale 1s (nombre quantique principal n=1)'''''
<center>[[ImageFichier:Orbitale-1s-2d.jpg]]</center>
 
La fonction d'onde Ψ y est partout positive.
* '''''Orbitale 2s (nombre quantique principal n=2)'''''
 
<center>[[ImageFichier:Orbitale-2s-2d.jpg]]</center>
 
On notera le diamètre plus grand de l'orbitale 2s par rapport à l'orbitale 1s, du à un nombre quantique n plus élevé.
* '''''Orbitale 2p (ici, 2p<sub>z</sub>) (nombre quantique principal n=2)'''''
 
<center>[[ImageFichier:Orbitale-2p-2d.jpg]]</center>
 
On peut voir qu'il existe un nœud plan passant par le noyau et séparant les deux lobes de l'orbitale, l'un où le signe de la fonction d'onde Ψ est positif, l'autre où le signe de la fonction d'onde Ψ est négatif. Sur le nœud, le signe sera nul.
* '''''Orbitale 3s (nombre quantique principal n=3)'''''
 
<center>[[ImageFichier:Orbitale-3s-2d.jpg|290px]]</center>
 
On notera le diamètre plus grand de l'orbitale 3s par rapport à l'orbitale 2s ou 1s, du à un nombre quantique n plus élevé.
 
 
<center>[[ImageFichier:Orbitale-3p-2d.jpg|290px]]</center>
 
On notera les lobes plus grands de l'orbitale 3ps par rapport à l'orbitale 2p, du à un nombre quantique n plus élevé.
> Orbitale d comportant 4 lobes (ici 3d<sub>xy</sub>)
 
<center>[[ImageFichier:Orbitale-3d-2d.jpg|290px]]</center>
 
On peut voir qu'il existe 2 nœuds plan, qui sont en fait les axes du repère mentionné en indice du 3d (ici 3d<sub>xy</sub>), chacun induisant un changement de signe d'un lobe à un autre. Sur les nœuds, le signe sera nul.
> Orbitale d<sub>x</sub>{{exp|2}} - <sub>y</sub>{{exp|2}}
 
<center>[[ImageFichier:Orbitale-3dx2y2-2d.jpg|290px]]</center>
 
On peut voir qu'il existe 2 nœuds plan, qui sont en fait deux diagonales situées entre les 4 lobes (centrés sur les axes x et y), se croisant au niveau du noyau. Chacun de ces nœuds plan diagonaux vont induire un changement de signe d'un lobe à un autre. Sur les nœuds, le signe sera nul.
> Orbitale d<sub>z</sub>{{exp|2}}
 
<center>[[ImageFichier:Orbitale-3dz2-2d.jpg|290px]]</center>
 
On peut voir qu'il existe 1 nœud se trouvant au niveau de l'anneau entourant le noyau. Cet anneau, que l'on appelle un volume torique, va induire un changement de signe d'un lobe à un autre, ces derniers étant centrés sur l'axe z. Sur ce nœud torique, le signe sera nul.
 
===== Conclusions =====
[[ImageFichier:EvolutionΨ.jpg||thumb|350px|right]]
 
• Pour un même type d’orbitale, la taille augmente en fonction de n
• Dans les orbitales d : 2 nœuds plan et n-3 nœud(s) sphérique(s)
 
== Évolution de Ψ ou Ψ{{exp|2}} par rapport à la distance du noyau ==
 
 
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