le nombre quantique tertiaire ou magnétique - $m_\ell$ -, qui définit l'orientation de l'orbitale dans l’espace (projection du moment angulaire orbital).
Le nombre quantique secondaire (ou azimutal) $\ell$ est un entier prenant une valeur entre 0 et $ n$-1 ($ n$, nombre quantique principal) qui définit :
Orbitale 1s
(Figure : vetopsy.fr d'après cronodon.com)
une sous-couche (sous-coques),
la géométrie (forme et symétrie) de l'orbitale, par exemple sphère pour $\ell=0$, haltères pour $\ell=1$…
$C_\phi=-m_\ell^2$, $m_\ell$ étant le nombre quantique tertiaire et $C_r=\ell(\ell+1)$.
$\ell$ est lié à la quantification du moment angulaire - ou cinétique - orbital - de l’électron $L$ (par rapport au noyau). Le moment angulaire orbital, $L$, est lié à son nombre quantique $\ell$ par l'équation suivante : $L^2\Psi=\hbar^2\ell(\ell+1)\Psi$
Orbitales de l'hydrogène
(Figure : vetopsy.fr)
Plus simplement, $L^2=\hbar^2\ell(\ell+1)$
Le nombre quantique tertiaire (ou magnétique) $m_{\ell}$ est aussi lié la projection de ce moment sur l'axe quantique classique $z$ par la formule : $L_z=\hbar m_\ell$.
Plusieurs sous-couches atomiques sont connues à l'état fondamental, leur nom dépend d'abréviations utilisées initialement en spectroscopie :
s (de sharp) pour $\ell$ = 0, pouvant contenir jusqu'à 2 électrons ;
p (de principal) pour $\ell$ = 1, pouvant contenir jusqu'à 6 électrons ;
d (de diffuse) pour $\ell$ = 2, pouvant contenir jusqu'à 10 électrons ;
f (de fundamental) pour $\ell$ = 3, pouvant contenir jusqu'à 14 électrons ;
les sous-couches suivantes sont répertoriés par les lettres de l'alphabet après f : g (18 e), h (22 e), i. (26 e) pour $\ell$ = 4,5,6.
Formes des orbitales électroniques
(Figure : vetopsy.fr d'après haade)
Les différentes sous-couches correspondent à $ 2(2\ell+1)$ électrons, i.e. le nombre d'électrons maximal est de $ 2n^2$, $ n$ étant le nombre quantique principal.
Soit $n=1$, la sous couche s ($\ell\;= 0$) contient 2 électrons - 2(0+1) -, la sous-couche p ($\ell\;=+1$) en contient 6 - (2(2+1) -.
