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mₛ = +1/2
mₛ = -1/2
Maximum 2 electrons per orbital (one of each spin)
Only two possible values: +1/2 (spin up ↑) and -1/2 (spin down ↓)
Le spin de l'électron est une forme de moment cinétique intrinsèque sans analogue classique. L'expérience de Stern-Gerlach (1922) a démontré pour la première fois la quantification du spin en montrant qu'un faisceau d'atomes d'argent se divise en exactement deux bandes distinctes lorsqu'il traverse un champ magnétique non homogène — preuve directe que l'électron possède un moment magnétique à deux valeurs correspondant à ms = +½ et ms = −½.
Le nombre quantique de spin est central au Principe d'Exclusion de Pauli, qui stipule que deux électrons dans le même atome ne peuvent pas partager le même ensemble de quatre nombres quantiques. Comme ms ne peut être que +½ ou −½, une orbitale atomique (définie par n, ℓ et mℓ) peut contenir au plus deux électrons, et ces deux électrons doivent avoir des spins opposés. Cette exigence détermine directement la capacité électronique de chaque sous-couche et structure le tableau périodique.
Le moment magnétique de spin résultant de ms est responsable du paramagnétisme et du diamagnétisme : les atomes ou ions avec des électrons non appariés (dont les contributions ms ne s'annulent pas) sont paramagnétiques et sont attirés par les champs magnétiques externes, tandis que ceux dont tous les électrons sont appariés sont diamagnétiques. Le spin est également le fondement quantique de la spectroscopie RMN, de l'IRM et des dispositifs spintroniques.
Principal, angular momentum, magnetic, and spin quantum numbers
Explore CategoryLe nombre quantique de spin ms ne peut être que +½ (spin vers le haut, ↑) ou −½ (spin vers le bas, ↓) ; ce sont les seuls deux états de spin quantiquement autorisés pour un électron.
L'expérience de Stern-Gerlach (1922) a envoyé un faisceau d'atomes d'argent dans un champ magnétique non homogène et a observé exactement deux faisceaux déviés, démontrant que l'électron possède un moment magnétique intrinsèque à deux valeurs.
Le Principe d'Exclusion de Pauli exige qu'aucune paire d'électrons ne partage les quatre mêmes nombres quantiques ; comme ms n'a que deux valeurs, chaque orbitale peut contenir exactement deux électrons aux spins opposés (+½ et −½).
Les électrons sont des particules de spin ½ (fermions) ; le nombre quantique de moment cinétique de spin s = ½ donne 2s + 1 = 2 états avec ms = +½ et −½, qui sont demi-entiers par nature du spin fermionique.
Si un atome possède des électrons non appariés dont les valeurs ms ne s'annulent pas, il a un moment magnétique net et est paramagnétique ; si tous les électrons sont appariés avec des ms opposés, les moments s'annulent et l'atome est diamagnétique.