Corrigé exercice 4
NOMBRES QUANTIQUES

1

1)
�2,2,2, + � est impossible car on aurait ℓ = 𝑛 = 2, or le nombre quantique azimutal doit vérifier
2
0 ≤ ℓ ≤ 𝑛 − 1.
1

�4,0, −1, − � est impossible car on aurait 𝑚ℓ < −𝑙 alors que le nombre quantique magnétique est tel
2
que −ℓ ≤ 𝑚ℓ ≤ ℓ.
Tous les autres quadruplets vérifient les conditions sur les nombres quantiques (𝑛 entier > 0 ;
1
0 ≤ ℓ ≤ 𝑛 − 1 ; −ℓ ≤ 𝑚ℓ ≤ ℓ et 𝑚𝑠 = ± ), donc peuvent bien décrire l’électron dans un atome.
2
On nomme l’orbitale à partir du tableau de nomenclature :
ℓ = 0 orbitale 𝑠
ℓ = 1 orbitale 𝑝
ℓ = 2 orbitale 𝑑
ℓ = 3 orbitale 𝑓
ℓ = 4 orbitale 𝑔
1

�3,2,1, + 2� est un électron d’une orbitale 3𝑑 ;

1
2
1
�8,4, −4, − 2� est un électron d’une orbitale

�5,3, −2, + � est un électron d’une orbitale 5𝑓 ;
8𝑔.

Remarque : Dans ce dernier cas, il ne peut pas s’agir d’un électron faisant partie de la configuration électronique d’un atome dans son état fondamental, car aucun élément n’a assez d’électrons pour peupler une orbitale 8𝑔. Par contre, il peut très bien s’agir de l’électron d’un atome qui a été excité.
2)

a)
Faux
0 ≤ ℓ ≤ 𝑛 − 1, la valeur maximale que peut prendre ℓ au niveau 𝑛 = 4 est donc de 3.

b)
Vrai
Une orbitale 𝑑 est une orbitale de nombre quantique azimutal ℓ = 2.
De telles OA existent au niveau 𝑛 = 4 car ℓ ≤ 𝑛 − 1.
La valeur 𝑚ℓ = 2 est bien possible car −ℓ ≤ 𝑚ℓ ≤ +ℓ.

c)
Faux
L’électron peut se trouver dans une orbitale 𝑑 (4𝑑 en l’occurrence) mais ne s’y trouve pas nécessairement. Il peut aussi se trouver dans une orbitale 4𝑓 qui correspond à ℓ = 3 (donc vérifiant bien ℓ ≤ 𝑛 − 1) et admettant bien 𝑚ℓ = 2 parmi les valeurs possibles du nombre quantique magnétique (−ℓ ≤ 𝑚ℓ ≤ +ℓ).
d)
Faux
Pour une orbitale 𝑝, ℓ = 1. Les seules valeurs possibles pour 𝑚ℓ sont donc −1, 0 ou +1. Il est donc impossible d’avoir 𝑚ℓ = 2 dans une OA de type 𝑝.

e)
Vrai
Il peut s’agir par exemple de l’électron d’un simple atome d’hydrogène déstabilisé dont l’électron, au lieu de se