Notation spectroscopique

La notation spectroscopique fournit un moyen de spécifier les états d'ionisation atomique , les orbitales atomiques et les orbitales moléculaires .

Les spectroscopistes désignent habituellement le spectre provenant d'un état d'ionisation donné d'un élément donné par le symbole de l'élément suivi d'un chiffre romain . Le chiffre I est utilisé pour les lignes spectrales associées à l'élément neutre, II pour celles du premier état d'ionisation, III pour celles du deuxième état d'ionisation, et ainsi de suite. Par exemple, « He I » désigne les lignes de l'hélium neutre et « C IV » désigne les lignes provenant du troisième état d'ionisation, C ³⁺ , du carbone . Cette notation est utilisée par exemple pour récupérer des données de la base de données du spectre atomique du NIST.

Avant que les orbitales atomiques ne soient comprises, les spectroscopistes ont découvert diverses séries distinctes de lignes spectrales dans les spectres atomiques, qu'ils ont identifiées par des lettres. Ces lettres ont ensuite été associées au nombre quantique azimutal , ℓ . Les lettres « s », « p », « d » et « f » pour les quatre premières valeurs de ℓ ont été choisies pour être les premières lettres des propriétés de la série spectrale observée dans les métaux alcalins . Les autres lettres pour les valeurs suivantes de ℓ ont été attribuées par ordre alphabétique, en omettant la lettre « j » car certaines langues ne font pas la distinction entre les lettres « i » et « j » :

lettre	nom	ℓ
m	pointu​	0
p	principal​	1
d	diffuser​	2
f	fondamental​	3
g		4
h		5
je		6
k		7
l		8
m		9
n		10
ou		11
q		12
l		13
t		14
toi		15
v		16
...		...

Cette notation est utilisée pour spécifier les configurations électroniques et pour créer le symbole de terme pour les états électroniques dans un atome multiélectronique. Lors de l'écriture d'un symbole de terme, le schéma ci-dessus pour le nombre quantique orbital d'un seul électron est appliqué au moment angulaire orbital total associé à un état électronique.

La notation spectroscopique des molécules utilise des lettres grecques pour représenter le module du moment angulaire orbital le long de l'axe internucléaire. Le nombre quantique qui représente ce moment angulaire est Λ.

Λ = 0, 1, 2, 3, ...

Symboles : Σ, Π, Δ, Φ

Pour les états Σ, on indique s'il y a une réflexion dans un plan contenant les noyaux (symétrique), en utilisant le + ci-dessus. Le − est utilisé pour indiquer qu'il n'y en a pas.

Pour les molécules diatomiques homonucléaires, l'indice g ou u désigne l'existence d'un centre de symétrie (ou centre d'inversion) et indique la symétrie de la fonction d'onde vibronique par rapport à l'opération d'inversion du groupe ponctuel i . Les états vibroniques qui sont symétriques par rapport à i sont notés g pour gerade (allemand pour « pair »), et les états asymétriques sont notés u pour ungerade (allemand pour « impair »).

Pour les mésons dont les constituants sont un quark lourd et son propre antiquark ( quarkonium ), la même notation s'applique que pour les états atomiques. Toutefois, des lettres majuscules sont utilisées.

De plus, le premier nombre est (comme en physique nucléaire) où est le nombre de nœuds dans la fonction d'onde radiale, alors qu'en physique atomique on l'utilise. Ainsi, un état 1P dans un quarkonium correspond à un état 2p dans un atome ou un positronium .