Solved on Jan 19, 2024

Trouve l'ensemble de nombres quantiques non permis et modifie un nombre pour obtenir un ensemble permis. n=1,l=2,ml=2n=1, l=2, m_{l}=-2 ou n=4,l=1,ml=2n=4, l=1, m_{l}=-2

STEP 1

Hypothèses
1. Les nombres quantiques sont définis comme suit : - nn : nombre quantique principal, n1n \geq 1 - ll : nombre quantique azimutal ou angulaire, 0ln10 \leq l \leq n-1 - mlm_{l} : nombre quantique magnétique, lmll-l \leq m_{l} \leq l
2. Nous devons vérifier si les ensembles de nombres quantiques donnés respectent ces règles.
3. Si un ensemble ne respecte pas ces règles, nous devons modifier l'un des nombres pour le rendre valide.

STEP 2

Pour l'ensemble a) n=1,l=2,ml=2n=1, l=2, m_{l}=-2, vérifions si les valeurs respectent les règles des nombres quantiques.
1. Le nombre quantique principal nn est 1, donc n1n \geq 1 est respecté.
2. Le nombre quantique azimutal ll doit être compris entre 0 et n1n-1. Ici, l=2l=2 et n=1n=1, donc ll n'est pas dans l'intervalle [0,n1][0, n-1].
3. Le nombre quantique magnétique mlm_{l} doit être compris entre l-l et ll. Ici, ml=2m_{l}=-2 et l=2l=2, donc mlm_{l} est dans l'intervalle [l,l][-l, l].

Le problème avec cet ensemble est donc la valeur de ll qui ne respecte pas la règle 0ln10 \leq l \leq n-1.

STEP 3

Pour corriger l'ensemble a), nous devons modifier la valeur de ll pour qu'elle soit dans l'intervalle [0,n1][0, n-1]. Comme n=1n=1, l'intervalle possible pour ll est [0,0][0, 0], ce qui signifie que ll doit être 0.

STEP 4

Après avoir modifié ll à 0, nous devons également vérifier si mlm_{l} est toujours dans l'intervalle [l,l][-l, l]. Comme l=0l=0, mlm_{l} doit également être 0 pour respecter la règle.

STEP 5

L'ensemble corrigé pour a) est donc n=1,l=0,ml=0n=1, l=0, m_{l}=0.

STEP 6

Pour l'ensemble b) n=4,l=1,ml=2n=4, l=1, m_{l}=-2, vérifions si les valeurs respectent les règles des nombres quantiques.
1. Le nombre quantique principal nn est 4, donc n1n \geq 1 est respecté.
2. Le nombre quantique azimutal ll est 1, et puisque n=4n=4, ll doit être dans l'intervalle [0,3][0, 3]. La valeur de ll respecte donc la règle.
3. Le nombre quantique magnétique mlm_{l} doit être compris entre l-l et ll. Ici, ml=2m_{l}=-2 et l=1l=1, donc mlm_{l} n'est pas dans l'intervalle [l,l][-l, l].

Le problème avec cet ensemble est donc la valeur de mlm_{l} qui ne respecte pas la règle lmll-l \leq m_{l} \leq l.

STEP 7

Pour corriger l'ensemble b), nous devons modifier la valeur de mlm_{l} pour qu'elle soit dans l'intervalle [l,l][-l, l]. Comme l=1l=1, les valeurs possibles pour mlm_{l} sont 1,0,1-1, 0, 1.

STEP 8

L'ensemble corrigé pour b) est donc n=4,l=1,ml=1n=4, l=1, m_{l}=-1 ou n=4,l=1,ml=0n=4, l=1, m_{l}=0 ou n=4,l=1,ml=1n=4, l=1, m_{l}=1 (n'importe laquelle de ces valeurs pour mlm_{l} est correcte).
Les ensembles corrigés sont : a) n=1,l=0,ml=0n=1, l=0, m_{l}=0 b) n=4,l=1,ml=1n=4, l=1, m_{l}=-1 (ou ml=0m_{l}=0 ou ml=1m_{l}=1)

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