Structure atomique : Mécanique quantique

Cette séance de cours explore les concepts fondamentaux de la structure atomique, en se concentrant sur le développement de la théorie atomique, l'équation de Schrödinger, les nombres quantiques et les configurations d'électrons. Il s'inscrit dans les principes régissant le comportement des électrons dans les atomes, tels que le principe Aufbau, le principe d'exclusion Pauli, et la règle de Hund. La séance de cours couvre également la quantification des niveaux d'énergie dans les atomes, la dualité ondulatoire-particules de la matière et de la lumière, et les propriétés périodiques des éléments. Les thèmes clés comprennent les solutions d'équation de Schrödinger, les formes orbitales, les nombres quantiques et la relation entre les configurations d'électrons et le tableau périodique.

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This course aims to teach essential notions of the structure of matter, chemical equilibria and reactivity. Classes and exercises provide the means to analyze and solve, by reasoning and calculation,

Tableau périodique des éléments

vignette|400px|Tableau périodique des éléments au . 400px|vignette|Avec davantage de détails par élément. Le tableau périodique des éléments, également appelé tableau ou table de Mendeleïev, classification périodique des éléments ou simplement tableau périodique, représente tous les éléments chimiques, ordonnés par numéro atomique croissant et organisés en fonction de leur configuration électronique, laquelle sous-tend leurs propriétés chimiques.

Configuration électronique

redresse=1.6|vignette|Planche synthétisant la règle de Klechkowski (en haut à gauche) de remplissage des sous-couches électroniques ; en haut la géométrie des quatre types d'orbitales atomiques ; au centre la géométrie de quelques orbitales moléculaires ; en bas le nombre maximum d'électrons pouvant occuper les atomiques connues à l'état fondamental.

Règle de Klechkowski

redresse=1.2|vignette|Représentation plus courante du diagramme : ici chaque flèche rouge diagonale correspond à une valeur de .La règle de Klechkowski, du nom du chimiste russe Vsevolod Kletchkovski, également appelée règle de Madelung (notamment dans les pays anglo-saxons), du nom du physicien allemand Erwin Madelung, est une méthode empirique permettant de prédire avec une assez bonne précision l'ordre de remplissage des électrons dans les sous-couches des atomes électriquement neutres à l'état fondamental.

Orbitale moléculaire

vignette|Orbitales moléculaires du 1,3-butadiène, montrant les deux orbitales occupées à l'état fondamental : π est liante entre tous les atomes, tandis que π n'est liante qu'entre les atomes C et C ainsi qu'entre les atomes C et C, et est antiliante entre C et C. En chimie quantique, une orbitale moléculaire est une fonction mathématique décrivant le comportement ondulatoire d'un électron dans une molécule.

Tendances périodiques

vignette|313x313px|Les tendances périodiques des propriétés des éléments. Les tendances périodiques sont des patterns d'évolution de certaines propriétés des éléments à travers le tableau périodique. Ils ont été découverts par le chimiste russe Dmitri Mendeleïev en 1863. Les tendances principales sont le rayon atomique, l'énergie d'ionisation, l'affinité électronique, l'électronégativité, la valence et le caractère métallique. Ces tendances donnent une évaluation qualitative des propriétés des éléments.

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