Orbitales, Sous-couches, couches, ...

[DrThib]

Bonjour tout le monde !

En relisant mon cours de chimie sur les orbitales, je remarque que je suis totalement perdu !!!

Donc je vous indique ce que j'ai compris, corrigez-moi si ce n'est pas bon !

Une orbitale est un "endroit" où un électron a le plus de probabilités de se trouver.

Une couche électronique est une ellipse formée par la trajectoire d'un électron autour du noyau ! (Et il en existe plusieurs. Dès qu'une couche est saturée en électron, on passe à une couche supérieure)

Voilà, c'est tout ce dont je pense avoir compris concernant tout ça !

Mais alors qu'est-ce qu'une sous-couche? Et quelle est la relation entre une couche (et sous couche) et une orbitale?

Je ne comprends vraiment rien, je m'emmêle complètement les pinceaux...

Merci beaucoup d'avance !
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[DrThib]

Je précise que je suis allé voir sur wikipédia, ainsi que sur un sujet du forum portant un nom semblable, mais je ne comprends toujours pas...

C'est (bêtement) une question de logique ; j'explique mon problème autrement :

Les atomes tournent autour du noyaux telles les planètes tournent autour du soleil (ce modèle est toujours valable, je ne me trompe pas?)... Et chaque ellipse formée par la trajectoire d'un électron (d'une planète, pour reprendre mon exemple) est appelée couche... Mais alors qu'est-ce qu'une sous-couche? Quelle est la différence entre une orbitale et une couche?

[moco]

La notion de couches provient de l'ancienne théorie de Bohr. En 1911, Bohr a élaboré une théorie disant que les électrons se déplacent sur des orbites circulaires autour du noyau, comme des planaètes. Sur la 1ère orbite, la plus près du noyau, on peut placer 2 électrons. Sur la 2ème, 8 électrons. Sur la nième, on peut placer 2n² électrons. Sur la 3ème, onpeut ainsi placer 2·3² = 18 électrons. Sur la 4ème, on peut placer 2·4² = 32 électrons. Etc.
Ceci dit, chaque couche a 6, puis 10, puis 14 électrons de plus que la précédente.
Mais sur chaque couche, les 2 premiers sont toujours placés sur une même sous-couche, les 6 suivants sont sur une deuxième sous-couche.
Sur la 1ère couche, il n'y a qu'un sous-couche (dite s). Sur la 2ème couche, il y a 2 sous-couches, l'une avec 2 (dite s) et l'autre avec 6 électrons (dite p). Sur la 3ème, il y a 3 sous-couches, l'une avec 2, (dite s) l'autre avec 6 (dite p) et la 3ème avec 10 électrons (dite d) Etc.

Aujourd'hui, on a abandonné cette théorie, car on sait que les électrons ne se déplacent pas sur des orbites comme les planètes autour du Soleil. Mais cette notion de couches et de sous-couches est restée. Et chaque électron ne se déplace pas sur une orbite, mais occupe une région de l'espace dite orbitale.

Tu commence à y voir plus clair ?

[DrThib]

UN TOUT GRAND MERCI !

Aujourd'hui, on a abandonné cette théorie, car on sait que les électrons ne se déplacent pas sur des orbites comme les planètes autour du Soleil. Mais cette notion de couches et de sous-couches est restée.

Ok ok, mais leurs significations restent les mêmes?

Et chaque électron ne se déplace pas sur une orbite, mais occupe une région de l'espace dite orbitale

Ils ne se déplacent pas dans l'orbite? Ils sont fixes?

J'ai fait un schéma sur paint, avec ce que je pensais avoir compris, avec le nombre quantique secondaire ou azimutal (l) et le nombre quantique principale (n) (En pièce jointe, j'espère que l'ajout s'est bien passé)

Donc pour commenter mon schéma, si l = 0 indique une forme ronde (c'est schématisé, je sais que ça ne se passe pas comme ça réellement), on aura la figure 2, avec le cercle bleu étant une sous-couche, et le violet une autre. Pour l=1 indiquant une forme carrée, on aura le schéma 1 (et le deux, mais la superposition ne permettait pas une bonne vision), où là aussi, chaque couleur donne une sous couche, et l'ensemble des deux formes une couche ...

Ai-je bien compris?

Merci beaucoup en tout cas !

P.S. : Ces schémas sont simplifiés, mais c'était vraiment pour vérifier que j'avais bien compris le concept !

[A voir en vidéo sur Futura]

[DrThib]

http://img38.imageshack.us/img38/3239/orbitales.jpg

Voilà pour l'image, en attendant qu'elle soit validée, ce sera plus rapide !

[moco]

Les électrons ne sont pas fixes comme tu l'imagine. Ils ne sont pas non plus en mouvement. On a tout simplement renoncé à savoir s'ils sont ou non en mouvement. Tout ce qu'on sait, c'est qu'ils ont une probabilité de présence plus importante en tel point qu'en tel autre. C'est tout.
Mais l'électron lui même n'a pas de position ni de vitesse. Cela ne veut pas dire qu'il a une vitesse nulle. Non. Cela veut dire qu'il n'a pas de vitesse du tout, comme il n'a pas de religion non plus.

[DrThib]

Ah ok... Là j'en apprends, j'étais sûr qu'ils se déplaçaient ... (Mais j'ai en effet vu dans mon cours qu'ils avaient une vitesse nulle, je ne comprenais pas)

Je peux te demander (sans vouloir abuser) de jeter un coup d'oeil à mon schéma et de me dire si, selon mes explications ci-dessus, il est bon?

Encore un tout grand merci !

[moco]

Tes schémas ne veulent rien dire. Ce sont des jolis dessins, avec de belles couleurs, sans doute. Mais aucun électron ne peut être représenté de cette façon. Les électrons sont représentés par des fonctions d'onde, ou des ondes qui occupent tout l'espace, sans jamais se gêner les unes les autres. Alors que tes triangles et tes ellipses occupent une partie définie de l'espace. Les électrons ne sont pas ainsi. Ils occupent tout l'espace.

Je reviens aux notions de vitesse. L'électron n'a pas de vitesse. Mais il a une énergie cinétique. C'est comme une corde de violon qui vibre. La corde n'a pas de vitesse en tant que telle. Elle n'a pas non plus de vitesse nulle. Mais chaque point de la corde a une vitesse momentanée pendant la vibration, et cette vitesse change pendant la durée d'une vibration. Par contre la corde complète a une énergie cinétique, celle que lui a communiqué l'archet.

[DrThib]

IMPECCABLE !

Merci beaucoup !

[invite399131b4]

Je remonte un sujet qui date mais comme cela reste dans le sujet où il y a déjà eu une discutions intéressante,

La formule 2n² (n= la couche électronique) est toujours applicable pour déterminer le nombre d'électrons sur une couche ?

J'ai également une question, comment peut-on déterminer le nombre d'orbitale atomique sur une couche, par exemple, la 3 ème couche n=3 , il y a 18 électrons, 3s²3p^6,3d^10

J'ai trouvé dans mon cours qu'il y avait 9 orbitale atomique pour la couche n°3, je ne vois pas comment cela se voit, on additionne 3 + 3 + 3 = 9 orbitale ? (par rapport à ce que j'ai écrit plus haut qui permet de déterminer le nombre d'électrons).

Merci d'avance,