Où les corpuscules de matière révèlent leur nature ondulatoire ... (5/11)

Preuve de la réduction spatiale du paquet d'ondes, la forme attribuée au nuage électronique entourant le noyau de l'atome d'hydrogène. Une forme qui, naturellement, varie selon l'état énergétique de son seul et unique électron. Ainsi, selon que cet électron occupe l'état fondamental (n = 1) ou l'un des états excités permis (n > 1), d'énergie

les fonctions d'onde associées sont caractérisées par des valeurs différentes des nombres quantiques l et m définissant la forme et l'orientation spatiale des orbitales considérées.

La forme sphérique des orbitales de type s correspondant à l = 0 suggère la seule dépendance radiale de la probabilité de présence de l'électron autour du noyau : D(r) = 4p²r²|Y|²dr. Ainsi la probabilité de présence de l'électron dans son état fondamental (n = 1 et l = 0) présente-t-elle un maximum à la distance r = 0,53A, jadis qualifiée de rayon de Bohr. C'est que dans le modèle de Bohr, l'électron dans son état fondamental occupait avec certitude en effet l'orbite ayant cette dimension pour rayon ; dans le modèle de Schrödinger en revanche, la probabilité que l'électron, dans son état fondamental, se situe à cette distance précise du noyau, est inférieure à 1, une probabilité non négligeable caractérisant les autres distances possibles.

Probabilité de présence de l'électron 1s à 0,53 A du noyau.

Dans l'un de ses états excités permis, l'électron de l'atome d'hydrogène pourra occuper les orbitales 2s, 3s, ... correspondant à n = 2, 3, ... Des orbitales de forme sphérique également, mais dont les dimensions, plus importantes que celles de l'orbitale 1s, traduisent la forte probabilité de présence de l'électron à plus grande distance du noyau central.