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Décrire les états des électrons dans les atomes peut être une tâche compliquée. Comme si la langue anglaise n'avait pas de mots pour décrire des orientations telles que "horizontal" ou "vertical", "rond" ou "carré", un manque de terminologie conduirait à de nombreux malentendus. Les physiciens ont également besoin de termes pour décrire la taille, la forme et l’orientation des orbitales électroniques dans un atome. Mais au lieu d'utiliser des mots, ils utilisent des chiffres appelés nombres quantiques. Chacun de ces numéros correspond à un attribut différent de l’orbite, ce qui permet aux physiciens d’identifier l’orbite exacte à laquelle ils souhaitent participer. Ils sont également liés au nombre total d'électrons qu'un atome peut contenir si cette orbitale est sa coquille extérieure ou valence.
TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
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Déterminez le nombre d'électrons à l'aide de nombres quantiques en comptant d'abord le nombre d'électrons dans chaque orbitale complète (sur la base de la dernière valeur de nombre quantique totalement occupée), puis en ajoutant les électrons pour les sous-couches complètes de la valeur donnée du principe. nombre quantique, puis en ajoutant deux électrons pour chaque nombre quantique magnétique possible pour le dernier sous-shell.
Soustrayez 1 du premier nombre, ou principe, quantique. Puisque les orbitales doivent remplir dans l'ordre, cela vous indique le nombre d'orbitales qui doivent déjà être pleines. Par exemple, un atome avec les nombres quantiques 4,1,0 a un nombre quantique principal de 4. Cela signifie que 3 orbitales sont déjà pleines.
Ajoutez le nombre maximum d'électrons que chaque orbitale complète peut contenir. Notez ce numéro pour une utilisation ultérieure. Par exemple, la première orbitale peut contenir deux électrons; la seconde, huit; et le troisième, 18. Par conséquent, les trois orbitales combinées peuvent contenir 28 électrons.
Identifiez le sous-shell représenté par le deuxième nombre, ou nombre quantique, angulaire. Les nombres 0 à 3 représentent respectivement les sous-shell "s", "p", "d" et "f". Par exemple, 1 identifie un sous-shell "p".
Ajoutez le nombre maximum d'électrons que chaque sous-shell précédent peut contenir. Par exemple, si le nombre quantique indique un sous-shell "p" (comme dans l'exemple), ajoutez les électrons dans le sous-shell "s" (2). Cependant, si votre nombre quantique angulaire était "d", vous devez ajouter les électrons contenus dans les sous-couches "s" et "p".
Ajoutez ce nombre aux électrons contenus dans les orbitales inférieures. Par exemple, 28 + 2 = 30.
Déterminez combien d'orientations du sous-shell final sont possibles en déterminant la plage de valeurs légitimes pour le troisième nombre, ou nombre, magnétique. Si le nombre quantique angulaire est égal à "l", le nombre quantique magnétique peut être n'importe quel nombre compris entre "l" et "-1" inclus. Par exemple, lorsque le nombre quantique angulaire est égal à 1, le nombre quantique magnétique peut être égal à 1, 0 ou -1.
Comptez le nombre d’orientations possibles de sous-coque jusqu’à celle indiquée par le nombre quantique magnétique. Commencez par le nombre le plus bas. Par exemple, 0 représente la deuxième orientation possible pour le sous-niveau.
Ajoutez deux électrons pour chacune des orientations à la somme d'électrons précédente. C'est le nombre total d'électrons qu'un atome peut contenir jusqu'à cette orbitale. Par exemple, puisque 30 + 2 + 2 = 34, un atome avec une couche de valence décrite par les nombres 4,1,0 contient un maximum de 34 électrons.