Couche n=5 : 25 ou 16 orbitales ?

[Oxbow-]

Bonjour,

Pour connaître le nombre d'orbitales dans une couche n je suis perplexe :

- D'un côté je connais la règle qui dicte le nombre d'éléctrons par couche. c'est 2*n². Comme 2 éléctrons occupent une orbitale on peut donc en conclure que n² est le nombre d'orbitales par couche.

n=1 => 1 couche
n=2 => 4 couches
n=3 => 9 couches
n=4 => 16 couches
n=5 => 25 couches
n=6 => 36 couches

Il me semble que ceci est juste.

Pourtant si je réfléchis autrement je vois qu'à partir de la couche 5 on a la couche f qui est occupée, contrairement aux couches 1 2 et 3.
Donc s = 1 orbitale p = 3 orbitales d = 5 orbitales et f = 7 orbitales ce qui me fait un total dans la couche n=5 de 16 orbitales. Pas 25. Pourquoi ?

Merci
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[Resartus]

Bonjour,
Il faut distinguer le nombre quantique n et le numéro de ligne dans le tableau périodique.
Pour n=5, il y aurait aussi une sous-couche 5g à prendre en compte avec 9 orbitales différentes.
On n'a pas encore réussi à produire d'atomes utilisant cette orbitale dans leur état fondamental (et d'ailleurs, leur durée de vie si on y arrive risque d'interdire toute mesure).
Par contre, on peut assez facilement obtenir ces orbitales comme états excités d'un électron situé plus bas, et les mesures spectrométriques montrent qu'elles ont bien les propriétés attendues

[moco]

n=1 -> 1 sous-couche s
n=2 -> 1 sous-couche s + 3 sous-couches p
n=3 -> 1 sous-couche s + 3 sous-couches p + 5 sous-couches d
n=4 -> 1 sous-couche s + 3 sous-couches p + 5 sous-couches d + 7 sous-couches f
n=5 -> 1 sous-couche s + 3 sous-couches p + 5 sous-couches d + 7 sous-couches f + 9 sous-couches g
etc.

Mais j'espère que tu connais les règles de remplissage de Klechkowski qui donnent l'ordre de remplissage de ces sous-couches. par exemple, on ne commence à remplir les 5 sous-couches d du niveau n=3 que quand la sous-couche s du 4ème niveau est remplie. C'est pareil pour la suite.

[Oxbow-]

Merci beaucoup !

[A voir en vidéo sur Futura]