Le deuxième nombre quantique, également connu sous le nom de nombre quantique du moment cinétique (l), d'un électron décrit le moment cinétique de l'électron et la forme de son orbitale. Il fournit des informations sur la répartition des électrons dans l’espace et sur leur niveau d’énergie au sein d’un atome. Voici ce que révèle le deuxième nombre quantique :

1. Forme orbitale :

Le deuxième nombre quantique (l) détermine la forme de l'orbitale de l'électron. Chaque valeur de l correspond à une forme orbitale spécifique :

- l =0 :s orbitale (forme sphérique)

- l =1 :orbitale p (trois orbitales en forme d'haltère orientées selon les axes x, y et z)

- l =2 :d orbitale (cinq orbitales complexes de formes différentes, dont des formes en forme de trèfle et d'haltère)

- l =3 :orbitale f (sept orbitales encore plus complexes)

2. Sous-coques :

Les électrons avec le même nombre quantique principal (n) et la même valeur l appartiennent à la même sous-couche. Par exemple, au sein du niveau d'énergie n =2, la sous-couche l =0 correspond à l'orbitale 2s, tandis que la sous-couche l =1 correspond aux trois orbitales 2p (2p_x , 2p_y , 2p_z ).

3. Sous-niveaux d'énergie :

Le deuxième nombre quantique influence également l’énergie de l’électron au sein d’une sous-couche. Les électrons avec des valeurs l plus élevées (moment cinétique plus élevé) ont généralement des niveaux d'énergie plus élevés au sein de la même sous-couche. Cela signifie que, par exemple, les orbitales 2p ont une énergie légèrement supérieure à celle de l’orbitale 2s au niveau d’énergie n =2.

4. Capacité électronique :

Le nombre maximum d’électrons pouvant occuper une sous-couche est déterminé par le deuxième nombre quantique. La formule 2(2l + 1) donne le nombre maximum d'électrons pour une valeur l donnée :

- l =0 :la sous-couche s peut contenir un maximum de 2 électrons (2(2(0) + 1) =2)

- l =1 :la sous-couche p peut contenir un maximum de 6 électrons (2(2(1) + 1) =6)

- l =2 :la sous-couche d peut contenir un maximum de 10 électrons (2(2(2) + 1) =10)

En résumé, le deuxième nombre quantique (l) décrit la forme des orbitales électroniques, détermine les sous-couches, influence les niveaux d'énergie des électrons dans les sous-couches et spécifie le nombre maximum d'électrons pouvant occuper chaque sous-couche. Comprendre le deuxième nombre quantique permet de visualiser les distributions électroniques, d'expliquer les structures atomiques et de prédire le comportement des électrons dans divers atomes et molécules.