Chimie
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Expression des parties radiales et angulaires

A l'examen des fonctions radiales et angulaires, on remarque :

Les parties radiales contiennent en facteur une exponentielle décroissante de la forme

  • Les orbitales et donc la densité de probabilité de présence de l'électron sont en conséquence évanescentes au fur et à mesure que l'on s'éloigne du noyau.

  • Cette évanescence est d'autant plus marquée que est grand (l'exposant devient plus négatif). Ceci reflète l'attraction coulombienne qu'exerce le noyau sur l'électron : plus le noyau est chargé positivement, plus il attire le nuage électronique et plus l'orbitale est concentrée.

  • Les orbitales d'un même élément deviennent de plus en plus diffuses et étendues quand le nombre quantique principal augmente (l'exposant devient moins négatif).

  • Elles contiennent aussi en facteur un polynôme dont le degré augmente avec le nombre quantique secondaire. Ainsi, quand est nul, le facteur est constant et la partie radiale décroît de manière monotone. Pour les valeurs non nulles de , l'orbitale présente des oscillations avant de s'annuler pour les grandes valeurs de .

Les orbitales de nombre quantique secondaire différent de 0 ont une dépendance angulaire. La densité de probabilité de présence dans ces états dépend donc de l'orientation autour du noyau. Ces orbitales présentent alors une certaine symétrie angulaire d'autant plus subtile que est grand. On verra plus avant comment représenter cette variation angulaire.

A contrario, les orbitales de nombre quantique secondaire nul sont constantes vis-à-vis de et de ; elles sont de symétrie sphérique.

Les orbitales peuvent être positives ou négatives suivant le point de l'espace que l'on considère. Ceci peut leur conférer des propriétés d'interférences particulières si elles sont mises en présence d'autres orbitales (d'autres "ondes électroniques") issues d'autres atomes par exemple. Cet aspect sera abordé lors de l'étude de la liaison chimique.

Légende :
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S'évaluer
S'exercer
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