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Critère de stabilité (atomistique) - Orbitales et stabilité
Bonjour, je viens faire appel à votre aide précieuse car j'ai un problème sur un exercice d'atomistique que mon professeur m'a donné en td.
L'exercice me demande de :
a) Justifier qu'une orbitale remplie est toujours stable
b) Faire de même avec une orbitale demi-remplie, en utilisant une approche ondulatoire puis une approche particulaire. (Commenter le paradoxe observé en comparant avec le résultat du a))
c) En déduire la propriété générale : plus le spin total S d'un atome est grand, plus l'atome est stable
Mon problème est que j'ai l'impression d'être un peu largué, mon cours n'éclaircit pas trop les différentes questions... Pour la question b, je me suis dit que peut-être qu'une orbitale demi-remplie est stable car les électrons sont plus espacés les uns des autres s'ils sont seuls sur leur orbitale, et donc le niveau d'énergie est plus bas (donc c'est plus stable) mais je ne suis pas sûr. De plus, je n'ai pas trouvé beaucoup d'infos sur internet malgré pas mal de recherches.
Toute aide est donc la bienvenue 
Merci d'avance!
Bonsoir
De plus, je n'ai pas trouvé beaucoup d'infos sur internet malgré pas mal de recherches.
Cela ne m'étonne pas ! Tu es bien sûr qu'il s'agit de questions posées par un professeur de math Sup suite à un cours d'atomistique ? J'avoue avoir de sérieux doutes .
Pour commencer : une orbitale atomique est une portion d'espace où la probabilité cumulée de trouver un électron est importante. Une orbitale atomique est caractérisée par les nombres quantiques (n,l,m) et un électron occupant une orbitale donnée possède une énergie bien déterminée. Dans ce contexte : la question "Justifier qu'une orbitale remplie est toujours stable" n'a pas de sens. Une orbitale n'est pas stable ou instable. En revanche, on peut se demander si un électron ou deux électrons occupant une orbitale atomique donnée est (ou sont) dans un état stable ou pas....
Il est question ensuite de spin total maximum... Cela intervient dans l'application de la règle de Hund mais l'état le plus stable d'une structure électronique donnée correspond au cas où toutes les orbitales atomiques d'une même couche de valence sont occupées par deux électrons ayant des nombres quantiques de spin opposés. Dans ce genre de structure stable, la somme des nombres quantiques de spin est nulle...
Plus généralement en ce qui concerne l'atomistique : la mécanique quantique permet d'étudier sans approximation les structures à un seul électron. Les structures à deux électrons demandent déjà un très bon niveau et au delà, il faut se contenter d'approximations, celle de Slater par exemple. Dans ces conditions : demander des démonstrations en atomistiques au niveau math sup ...
Bonsoir
De plus, je n'ai pas trouvé beaucoup d'infos sur internet malgré pas mal de recherches.
Cela ne m'étonne pas ! Tu es bien sûr qu'il s'agit de questions posées par un professeur de math Sup suite à un cours d'atomistique ? J'avoue avoir de sérieux doutes .
Pour commencer : une orbitale atomique est une portion d'espace où la probabilité cumulée de trouver un électron est importante. Une orbitale atomique est caractérisée par les nombres quantiques (n,l,m) et un électron occupant une orbitale donnée possède une énergie bien déterminée. Dans ce contexte : la question "Justifier qu'une orbitale remplie est toujours stable" n'a pas de sens. Une orbitale n'est pas stable ou instable. En revanche, on peut se demander si un électron ou deux électrons occupant une orbitale atomique donnée est (ou sont) dans un état stable ou pas....
Il est question ensuite de spin total maximum... Cela intervient dans l'application de la règle de Hund mais l'état le plus stable d'une structure électronique donnée correspond au cas où toutes les orbitales atomiques d'une même couche de valence sont occupées par deux électrons ayant des nombres quantiques de spin opposés. Dans ce genre de structure stable, la somme des nombres quantiques de spin est nulle...
Plus généralement en ce qui concerne l'atomistique : la mécanique quantique permet d'étudier sans approximation les structures à un seul électron. Les structures à deux électrons demandent déjà un très bon niveau et au delà, il faut se contenter d'approximations, celle de Slater par exemple. Dans ces conditions : demander des démonstrations en atomistiques au niveau math sup ...
Je confirme que c'est bien le sujet de mon td suite au cours d'atomistique (je n'ai pas inventé ces questions
)
Du coup si on comprend la 1ere question comme "est-ce que un ou deux électrons occupant une orbitale atomique sont dans un état stable ? " comment je pourrais justifier qu'ils sont bien dans un état stable ?
Merci de m'éclairer un peu plus sur le sujet car je suis encore dans le brouillard de l'incompréhension...
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