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LE GRAND ROMAN DE lA PHYSIQUE QUANTIQUE
quelconque d'occuper le même état stationnaire, le même
niveau d'énergie. Fin 1924, Pauli découvrit la règle organisatrice fondamentale, le «principe d'exclusion» fournissant la
justification théorique qui avait manqué au modèle atomique
à couches élaboré empiriquement par Bohr.
Pauli s'inspirait des recherches d'Edmund Stoner, trentecinq ans, un étudiant de Cambridge qui travaillait encore à
son doctorat sous la direction de Rutherford lorsqu'en
octobre 1924 son article « La répartition des électrons entre
les niveaux atomiques » fut publié dans le Philosophical Magazine. Stoner affirmait que l'électron périphérique - ou de
valence - d'un atome alcalin a autant d'états d'énergie à sa
disposition qu'il y a d'électrons dans la dernière couche
saturée du premier gaz rare inerte qui le suit dans la table
périodique. Par exemple, l'électron de valence du lithium
pourrait occuper un quelconque des huit états d'énergie
possibles, 8 étant exactement le nombre des électrons dans la
couche saturée correspondante du néon. L'idée de Stoner
impliquait qu'un nombre quantique principal donné n
corresponde à une couche électronique de Bohr qui soit totalement pleine ou « saturée » quand le nombre des électrons
qu'elle contient atteint le double de son nombre d'états
d'énergie possibles.
Si on attribue à chaque électron à l'intérieur d'un atome
les nombres quantiques n, k et m, et que chaque ensemble
unique de nombres désigne un niveau d'énergie (ou une
orbite) distinct(e), alors, d'après Stoner, le nombre des états
d'énergie possibles pour, disons, n = 1, 2 et 3 serait 2, 8 et 18.
Pour la première couche, n = 1, k = 1 et rn= O. Telles sont les
seules valeurs que puissent avoir les trois nombres quantiques
et elles désignent l'état d'énergie (1, 1, 0). Mais, toujours
selon Stoner, la première couche est saturée quand elle
contient deux électrons, soit deux fois le nombre d'états
d'énergie disponibles. Pour n = 2, soit k = 1 et rn= 0, soit k = 2
et rn= -1, 0, 1. Ainsi, dans cette deuxième couche, quatre
ensembles possibles de nombres quantiques peuvent être
attribués à l'électron de valence et aux états d'énergie qu'il
peut occuper: (2, 1, 0), (2, 2, -1), (2, 2, 0), (2, 2, 1). Par
conséquent, la couche n = 2 peut héberger 8 électrons quand
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quelconque d'occuper le même état stationnaire, le même
niveau d'énergie. Fin 1924, Pauli découvrit la règle organisatrice fondamentale, le «principe d'exclusion» fournissant la
justification théorique qui avait manqué au modèle atomique
à couches élaboré empiriquement par Bohr.
Pauli s'inspirait des recherches d'Edmund Stoner, trentecinq ans, un étudiant de Cambridge qui travaillait encore à
son doctorat sous la direction de Rutherford lorsqu'en
octobre 1924 son article « La répartition des électrons entre
les niveaux atomiques » fut publié dans le Philosophical Magazine. Stoner affirmait que l'électron périphérique - ou de
valence - d'un atome alcalin a autant d'états d'énergie à sa
disposition qu'il y a d'électrons dans la dernière couche
saturée du premier gaz rare inerte qui le suit dans la table
périodique. Par exemple, l'électron de valence du lithium
pourrait occuper un quelconque des huit états d'énergie
possibles, 8 étant exactement le nombre des électrons dans la
couche saturée correspondante du néon. L'idée de Stoner
impliquait qu'un nombre quantique principal donné n
corresponde à une couche électronique de Bohr qui soit totalement pleine ou « saturée » quand le nombre des électrons
qu'elle contient atteint le double de son nombre d'états
d'énergie possibles.
Si on attribue à chaque électron à l'intérieur d'un atome
les nombres quantiques n, k et m, et que chaque ensemble
unique de nombres désigne un niveau d'énergie (ou une
orbite) distinct(e), alors, d'après Stoner, le nombre des états
d'énergie possibles pour, disons, n = 1, 2 et 3 serait 2, 8 et 18.
Pour la première couche, n = 1, k = 1 et rn= O. Telles sont les
seules valeurs que puissent avoir les trois nombres quantiques
et elles désignent l'état d'énergie (1, 1, 0). Mais, toujours
selon Stoner, la première couche est saturée quand elle
contient deux électrons, soit deux fois le nombre d'états
d'énergie disponibles. Pour n = 2, soit k = 1 et rn= 0, soit k = 2
et rn= -1, 0, 1. Ainsi, dans cette deuxième couche, quatre
ensembles possibles de nombres quantiques peuvent être
attribués à l'électron de valence et aux états d'énergie qu'il
peut occuper: (2, 1, 0), (2, 2, -1), (2, 2, 0), (2, 2, 1). Par
conséquent, la couche n = 2 peut héberger 8 électrons quand