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Nombre magique (chimie)

En chimie, un « nombre magique Â» dĂ©signe spĂ©cifiquement l'un des nombres d'atomes constituant prĂ©fĂ©rentiellement les agrĂ©gats atomiques obtenus par condensation Ă  l'Ă©tat solide d'un corps simple Ă  l'Ă©tat gazeux.

Dans le cas du sodium, ces nombres sont : 2, 8, 20, 40, 58 et 82, correspondant respectivement aux clusters Na2, Na8, Na20, Na40, Na58 et Na82. Chaque atome de sodium ayant un unique électron de valence, ces nombres particuliers soulignent l'existence d'orbitales électroniques spécifiques aux agrégats atomiques et saturées avec successivement 2, 8, 20, 40, 58 et 82 électrons cumulés.

Cela se vérifie par exemple avec l'aluminium, dont chaque atome possède trois électrons de valence : les clusters Al13 et Al14, qui cumulent respectivement 39 et 42 électrons de valence, se comportent chimiquement comme s'ils avaient respectivement un déficit d'un électron et un excès de deux électrons par rapport à leur configuration électronique la plus stable.

Cette dĂ©nomination est empruntĂ©e Ă  la physique nuclĂ©aire, qui dĂ©signe par « nombres magiques Â» les nombres de nuclĂ©ons assurant une stabilitĂ© particulière aux noyaux atomiques.

Hydrocarbures

En 2022, la notion de nombre magique a pu ĂŞtre Ă©tendue aux molĂ©cules d'hydrocarbure. Une Ă©tude conduite par Artem Oganov avec l’algorithme Uspex (Universal Structure Predictor: Evolutionary Xtallography), a permis d'Ă©laborer une carte des niveaux de stabilitĂ© (i.e. d'Ă©nergie de liaison forte) des hydrocarbures CnHm jusqu'Ă  n=20 atomes de carbone et m=30 atomes d'hydrogène[1] - [2].

Articles connexes

Notes et références

  1. Laurent Sacco, « Le mystère de la stabilité quantique « magique » des hydrocarbures est résolu ! », sur Futura Sciences, .
  2. (en) Sergey V. Lepeshkin, Vladimir S. Baturin, Anastasia S. Naumova, Artem R. Oganov, « “Magic” Molecules and a New Look at Chemical Diversity of Hydrocarbons », Journal of Physical Chemistry Letters, ACS, vol. 13, no 32,‎ , p. 7600–7606 (ISSN 1948-7185, OCLC 819373282, DOI 10.1021/ACS.JPCLETT.2C02098)
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