Atome monoélectronique

Question 1

Comment se fait l’échange d’énergie entre un rayonnement monochromatique et la matière ?

Answer 1

uniquement par quanta d’énergie

Question 2

A quoi correspond le rayonnement monochromatique v ?

Answer 2

à un flux de particules appelées photons

Question 3

Formule énergie

Answer 3

E = h.v
= (h.c)/λ

h : constante de planck
v : fréquence
c : célérité
λ : longueur d’onde

Question 4

A quoi correspond h.v ?

Answer 4

À un quantum d’énergie

Question 5

Passage d’un niveau E₁ à un niveau E₂ d’énergie

Answer 5

l’électron absorbe de l’énergie fournie par le photon
=> passage de l’état fondamental à l’état excité

Question 6

Passage d’un niveau E₂ à un niveau E₁ d’énergie

Answer 6

• l’électron émet des photons
• passage de l’état excité à l’état fondamental
• E₂ - E₁ = h.v

Question 7

Hypothèse de Bohr

Answer 7

• 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

Question 8

Etats énergétiques de l’électron

Answer 8

• seuls certains niveaux d’énergie sont possibles pour l’électron
• son énergie est quantifiée

Question 9

Formule de Ritz

Answer 9

• prévision des fréquences
• σ = 1/λ
  = Rh (1/n² - 1/m²)
  Rh : constante de Rydberg

Question 10

Prévision des rayons (hydrogène)

Answer 10

rn = n².a₀

a₀ = constante

Question 11

Prévision de l’énergie (hydrogène)

Answer 11

En = - (1/n²) x 13,6 eV

Question 12

1 eV

Answer 12

10-¹⁹ J

Question 13

1 μ

Answer 13

10-⁶m

Question 14

1Å

Answer 14

10-¹⁰ m

Question 15

1nm

Answer 15

10-⁹ m

Question 16

1 pm

Answer 16

10-¹² m

Question 17

Limites du modèle de Bohr

Answer 17

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

Question 18

Modèle ondulatoire

Answer 18

• utilise les propriétés ondulatoires de l’électron
• décrit toutes les possibilités de décrire un électron (=mono-électronique)

Question 19

Fonction d’onde

Answer 19

• 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

Question 20

Principe équation de Schrodinger

Answer 20

• 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

Question 21

Résolution de l’équation de Schrodinger

Answer 21

conduit à un ensemble de solution appelées fonctions propres ou orbitales atomiques (OA)

Question 22

Fonction propre

Answer 22

• 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

Question 23

De quoi dépendent les OA

Answer 23

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

Question 24

Comment sont notées les OA qui dépendent des 3 nombres quantiques

Answer 24

φn,l,m

Question 25

Qu’est-ce u-qui est nécessaire pour caractériser complètement l’électron

Answer 25

un 4e nombre quantique : le spin

s = +1/2 ou -1/2

Question 26

Définition hydrogénoïde

Answer 26

atome ou ion monoatomique comportant 1 seul électron
ex. ₂He⁺ ; ₃Li²⁺

Question 27

Comment obtient-on les orbitales atomiques

Answer 27

en faisant une résolution analytique de l’équation de Schrodinger pour les hydrogenoïdes

Question 28

Pour les hydrogénoïdes, à quoi correspond l’état fondamental ?

Answer 28

à la solution la plus basse en énergie

Question 29

Comment est identifié le type d’orbital atomique ?

Answer 29

par le nombre quantique secondaire l

l = 0 : OA s
l = 1 : OA p
l = 2 : OA d
l = 3 : OA f

Question 30

De quoi dépendent les couches électroniques ?

Answer 30

du nombre quantique primaire n
n = 1 : couche K
n = 2 : couche L
n = 3 : couche M
n = 4 : couche N

Question 31

OA de type s

Answer 31

• symétrie sphérique (l=0)
• surface nodale (sauf pour 1s)

Question 32

définition surface nodale

Answer 32

surface ou la probabilité de trouver un électron est nulle

Question 33

OA de type p

Answer 33

• 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

Question 34

OA de type d

Answer 34

• l = 2
• m = -2, -1, 0, +1, +2