Détermination de niveaux énergétiques : Termes spectroscopiques
1. 2. 3. 4. 5. 6. Ion libre: Définition des micro-états Termes de l’ion libre: Effet de la répulsion électronique Effet du champ de ligand : approximation champ fort / faible Diagrammes de Tanabé-Sugano Applications des diagrammes de Tanabé Sugano Conclusion

I. Ion libre: Définition des micro-états
Micro-états: Toutes les façons possible de placer les électrons d’un métal dans des orbitales

A- Problématique
• Ti3+: N = 1 électron
– N = 1 électrons dans 5 orbitales d – S = +1/2 ou -1/2 pour chaque électron
Ml = -2 -1 0 1 2

Intuitivement: 10 manières de placer cet électron dans les 5 orbitales d (orbitale 10 fois dégénérée)

B- Calcul du nombre de micro-états
Nombre max d’électrons dans la sous-couche

n! nb microétats = e! h!
Nombre d’électron pour l’atome considéré

Nombre de places (non pas cases) vides

• Exemple: Ti3+, N = 1 électron

Place pour un autre électron

4 cases donc 8 places = 9 places au total

Nombre max d’électrons dans la sous-couche d donc 5x2 = 10 électrons

n! 10! nb microétats = = 10 e! h! 1! 9! =
Nombre d’électron pour l’atome considéré d1 N = 1 électron Nombre de places (non pas cases) vides

• Exemple: Fe3+, N = 5 électrons
– l = 2, N = 5 électrons dans 5 orbitales d – S = +1/2 ou -1/2 pour chaque électron soit 2 fonctions de spin Ml = -2 -1 0 1 2
-2 -1 0 1 2 -2 -1 0 1 2

……
-2 -1 0 1 2

n! nb possibilités = = e! h!

10! = 252 5! 5!

Configuration 252 fois dégénérée (états de même énergie)

Nombre d’électrons N 1,9 2,8 3,7 4,6 5

Nombre de micro-états 10 45 120 210 252

Levée de la dégénérescence = différenciation par …
• Répulsion interélectronique • Couplage spin-orbite • Champ de ligand

Importance relative de chaque perturbation dépend de l'ion (Cf cours précédent)

II. Termes de l’ion libre: Effet de la répulsion électronique

• Répulsion interélectronique: électrons ont tendance à occuper des orbitales