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Concept
Terme spectroscopique
Résumé
En mécanique quantique, le terme spectroscopique d'un atome ou d'un ion mononucléaire polyélectronique représente l'ensemble des nombres quantiques associés aux moments cinétiques (orbital et de spin) pour une configuration électronique.
Notation spectroscopique
Le moment cinétique orbital total de tous les électrons (grandeur L, composante-z ) est représenté par une lettre :
Le spin total (grandeur S, composante-z ) est noté plus simplement par la valeur de . La quantité indiquée par le nombre est appelée la multiplicité. Elle est notée en exposant à gauche : . Elle représente le nombre de valeurs possibles de . Par exemple, si S = 3/2 alors MS possède 2(3/2) + 1 = 4 valeurs possibles, à savoir MS = +3/2, +1/2, -1/2 et -3/2.
Le moment cinétique total ( , nombre quantique associé à la projection de ), est en indice : .
D'après les règles de Hund, le terme spectroscopique fondamental correspond aux valeurs de et de maximales, il peut être déterminé selon cette méthode :
Les couches et sous-couches remplies ne contribuent pas aux moments cinétiques de spin et orbital, donc on ne les prend pas en compte. Si toutes les couches et sous-couches sont pleines, le terme spectroscopique fondamental est donc ( et donc ).
Si la dernière sous-couche occupée n'est pas pleine, on remplit les orbitales, d'abord avec ( ) et par ordre décroissant de , puis, si toutes les cases ont un électron, avec ( ), toujours dans le même ordre. Par exemple, pour (sous-couche ) et pour 4 électrons,
On calcule ensuite et pour cette configuration. Dans l'exemple ci-dessus, et .
On calcule ensuite :
Si la sous-couche est moins qu'à moitié remplie, .
Si la sous-couche est à moitié remplie, donc .
Si la sous-couche est plus qu'à moitié remplie, .
Dans l'exemple, la sous-couche est plus qu'à moitié remplie, donc .
Finalement, dans l'exemple étudié, le terme spectroscopique fondamental est
On peut aussi déterminer tous les termes spectroscopiques accessibles à une configuration électronique donnée :
On représente dans un tableau tous les états possibles, par exemple, pour et pour 2 électrons :
On peut vérifier que tous les états possibles ont été dessinés, en effet il y en a au total , où est le nombre d'électrons à placer.
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