Naissance et histoire
La naissance et l'histoire des développements de la mécanique quantique est décrite dans une leçon dédiée : Introduction à la mécanique quantique.
Résultats de la mécanique quantique
La démonstration de ces résultats est l’objet d'une leçon dédiée : Introduction à la mécanique quantique.
D'après la mécanique quantique, un électron faisant partie d'un atome hydrogénoide (avec un seul électron) est entièrement décrit par trois nombres, appelés « nombres quantiques » :
- Le nombre quantique principal n : il caractérise l'énergie de l'électron, et intervient dans la quantification des énergies permises pour l'électron autour du noyau. Par exemple, pour le noyau d'hydrogène, : (en eV) ;
- Le nombre quantique azimutal (ou secondaire) l : il représente le moment cinétique de l'électron, c'est-à-dire sa « vitesse de rotation » autour du noyau. Par définition, ;
- Le nombre quantique magnétique m : il mesure la projection du moment magnétique de l'électron selon un axe parallèle à un champ magnétique extérieur. Par définition, .
En sus de ces trois nombres, chaque électron possède une propriété appelée « spin », valant ±½. Les électrons sont des particules de la famille des fermions et obéissent au principe suivant :
Deux électrons distincts ne peuvent posséder les mêmes nombres quantiques et le même spin.
En revanche, deux électrons peuvent posséder les mêmes nombres quantiques, et un spin opposé : ils peuvent s'apparier.