Atome monoélectronique Flashcards
Comment se fait l’échange d’énergie entre un rayonnement monochromatique et la matière ?
uniquement par quanta d’énergie
A quoi correspond le rayonnement monochromatique v ?
à un flux de particules appelées photons
Formule énergie
E = h.v
= (h.c)/λ
h : constante de planck
v : fréquence
c : célérité
λ : longueur d’onde
A quoi correspond h.v ?
À un quantum d’énergie
Passage d’un niveau E₁ à un niveau E₂ d’énergie
l’électron absorbe de l’énergie fournie par le photon
=> passage de l’état fondamental à l’état excité
Passage d’un niveau E₂ à un niveau E₁ d’énergie
- l’électron émet des photons
- passage de l’état excité à l’état fondamental
- E₂ - E₁ = h.v
Hypothèse de Bohr
- les électrons sont placés sur des orbites bien définies
- le noyau est considéré comme immobile au centre de l’atome
- à l’état fondamental, l’électron se place sur l’orbite la plus basse en énergie
- premier modèle quantique de l’atome
Etats énergétiques de l’électron
- seuls certains niveaux d’énergie sont possibles pour l’électron
- son énergie est quantifiée
Formule de Ritz
- prévision des fréquences
- σ = 1/λ
= Rh (1/n² - 1/m²)
Rh : constante de Rydberg
Prévision des rayons (hydrogène)
rn = n².a₀
a₀ = constante
Prévision de l’énergie (hydrogène)
En = - (1/n²) x 13,6 eV
1 eV
10-¹⁹ J
1 μ
10-⁶m
1Å
10-¹⁰ m
1nm
10-⁹ m
1 pm
10-¹² m
Limites du modèle de Bohr
principe d’incertitude d’Heisenberg (1925) : pour une particule de masse faible, il est impossible de déterminer simultanément et avec précision sa position et sa vitesse
Modèle ondulatoire
- utilise les propriétés ondulatoires de l’électron
- décrit toutes les possibilités de décrire un électron (=mono-électronique)
Fonction d’onde
- un électron peut être décrit par une fonction d’onde : φ (x,y,z)
- onde stationnaire (=indépendante du temps)
- φ n’a pas de sens physique
- φ² décrit la probabilité de présence de l’électron = densité électronique
Principe équation de Schrodinger
- relie la description ondulatoire de l’électrons aux états énergétiques de l’atome qui sont quantifiés
- inclut une composante énergie cinétique et une composante énergie potentielle
Résolution de l’équation de Schrodinger
conduit à un ensemble de solution appelées fonctions propres ou orbitales atomiques (OA)
Fonction propre
- à chaque fonction propre est associée une énergie : valeur propre
- s’il y a plusieurs fonctions d’ondes pour une même valeur d’énergie, on dit qu’elles sont dégénérées
De quoi dépendent les OA
de 3 nombres quantiques :
- n : nombre quantique principal n>0
- l : nombre quantique secondaire/azimutal 0 ≤ l ≤ n-1
- m : nombre quantique tertiaire ou magnétique -l ≤ m ≤ +l
Comment sont notées les OA qui dépendent des 3 nombres quantiques
φn,l,m
Qu’est-ce u-qui est nécessaire pour caractériser complètement l’électron
un 4e nombre quantique : le spin
s = +1/2 ou -1/2
Définition hydrogénoïde
atome ou ion monoatomique comportant 1 seul électron
ex. ₂He⁺ ; ₃Li²⁺
Comment obtient-on les orbitales atomiques
en faisant une résolution analytique de l’équation de Schrodinger pour les hydrogenoïdes
Pour les hydrogénoïdes, à quoi correspond l’état fondamental ?
à la solution la plus basse en énergie
Comment est identifié le type d’orbital atomique ?
par le nombre quantique secondaire l
l = 0 : OA s
l = 1 : OA p
l = 2 : OA d
l = 3 : OA f
De quoi dépendent les couches électroniques ?
du nombre quantique primaire n
n = 1 : couche K
n = 2 : couche L
n = 3 : couche M
n = 4 : couche N
OA de type s
- symétrie sphérique (l=0)
- surface nodale (sauf pour 1s)
définition surface nodale
surface ou la probabilité de trouver un électron est nulle
OA de type p
- symétrie axiale (l=1)
- m = +1, 0 ou -1
- plan nodal
- fonction d’onde de signe opposé de part et d’autre du plan nodal
OA de type d
- l = 2
- m = -2, -1, 0, +1, +2
