Chapitre 1 : Modèle quantique de l'atome Flashcards
Pourquoi étudie-t-on l’atome d’hydrogène ?
Car c’est le plus simple : il n’a qu’un électron (Z=1), il n’y a donc pas de répulsion électronique. = Système monoélectronique
Que sont les ions hydrogénoïdes ?
Des ions qui en perdant des électrons prennent la configuration de l’hydrogène : He+ (Z=2), Li+2 (Z=3), Be3+ (Z=4)
Définition isotope
Sosie d’un élément chimique dont le noyau a une composition différente, tout en ayant le même Z (même nombre de p+ et d’e-), qui ont des réactivités différentes
Définition ion
Un élément avec plus ou moins d’électrons que leur état fondamental (qui est neutre), mais attention Z ne change pas car Z=nb p+
Qu’est-ce qu’une transition électronique ?
Si suffisamment d’énergie est apportée, l’électron va changer d’orbite (à laquelle on associe à chacune une quantité d’énergie finie à apporter propre à chaque élément)
Définition phénomène d’absorption d’énergie
À chaque orbite on doit donner une quantité d’énergie précise pour le faire changer d’orbite, s’il y en a pas assez il va rester à cette orbite. C’est spécifique à chaque élément.
Que fait l’électron selon les postulats de Bohr
Il passe d’un niveau d’énergie inférieur à un niveau d’énergie supérieur, ou inversement, on parle de transitions électroniques discontinues sous forme de quanta d’énergie, avec absorption ou émission d’énergie
Comment évolue la stabilité des électrons en fonction de leur niveau d’énergie (modèle de Bohr)?
Orbite de basse énergie = stable
Orbite de haute énergie = excités = instable
Qu’est-ce que l’état fondamental d’un atome ?
C’est le niveau de l’atome avec la plus basse énergie
Que se passe-t-il quand un électron a trop d’énergie ?
Quand un électron a trop d’énergie il s’éloigne du noyau et finit par atteindre le niveau infini et n’est plus attiré par le noyau et quitte le navire, et plus on veut l’éloigner du noyau, plus il faut apporter d’énergie
Quelle formule permet de connaître le niveau d’énergie d’un électron à tout instant dans un système monoélectronique ?
En = -13,6Z²/n² = … eV
Avec Z le numéro atomique (nb protons)
et n le nombre quantique principal
Comment qualifie-t-on un système à 1 électron (Hydrogène ou ions hydrogénoïdes) ?
Système monoélectronique
Quelle formule permet de connaître l’énergie d’ionisation ?
Ei=Einfini-E1
Et comme Einfini=0
Ei=-E1
À quoi correspond l’énergie d’ionisation ?
Energie qu’il faut fournir pour arracher l’électron de son état fondamental (l’électron n’est plus lié au noyau)
On part du niveau avec la plus basse énergie
Qu’est-ce que la dualité onde-corpuscule ?
En physique, la dualité onde-corpuscule est un principe selon lequel tous les objets physiques peuvent présenter parfois des propriétés d’ondes et parfois des propriétés de corpuscules
Comment s’exprime l’énergie d’un photon ?
Ephoton=hv h=constante de Planck=6,62.10^-34 J.s v=c/λ Donc Ephoton=h*c/λ v=fréquence en Hz c=vitesse de la lumière dans le vide = 10^8 λ=longueur d'ondes en m ou cm
Quelle est la différence entre la physique classique et la physique quantique ?
Physique classique = cet e- est ici
Physique quantique = cet e- a x probabilité d’être dans ce volume
À combien de Joules correspond 1 eV ,
𝟏 𝒆𝑽 = 𝟏, 𝟔𝟎𝟐𝟏𝟗 × 𝟏𝟎−𝟏𝟗 J
Quel est l’équation de Schrödinger ?
𝐇 (𝚿) = 𝑬𝑻 × 𝚿
Avec ET = Ec + Ep
Que permettent les solutions de l’équation de Schrödinger ?
les solutions permettent de déterminer la probabilité de présence de
l’électron autour d’un noyau
En dire plus que la probabilité de présence de l’e- autour d’un noyau ? (3pts)
- Il existe une région de l’espace où cette probabilité (dP) est élevée (95%)
- A cette région correspond un élément de volume (dV) déterminé par une
surface limite que l’on appelle Orbitale Atomique (O.A.) - Les valeurs de E associées déterminent les états stables du système
Que faut-il introduire pour résoudre l’équation de Schrödinger ?
Il faut introduire 3 nombres quantiques :
n : nombre quantique principal
l : nombre quantique secondaire (ou azimutal)
ml : nombre quantique tertiaire (ou magnétique)
Ce sont des entiers naturels ou relatifs qui définissent l’orbitale atomique (OA) dans laquelle est situé l’e-
l et ml ne peuvent prendre que certaines valeurs qui dépendent de n
Dans un système monoélectronique, que dire de l’énergie de l’électron ?
E ne dépend que de n.
En = -13,6Z²/n² (eV)
Quel est le lien entre n et le volume dans lequel il est probable que l’e- évolue ?
n définit le volume dans lequel l’électron évoluera avec une probabilité de
présence de 95%
À quoi correspond n ?
Au numéro de la couche électronique
l prend combien de valeurs ?
l prend n valeurs 0<=l<=n-1
l=0,1,2,…,n-2,n-1
Que définit le numéro quantique secondaire l ?
La forme et la symétrie des OA La sous-couche électronique : l=0 : sous-couche s (2 e-) l=1 : sous-couche p (6 e-) l=2 : sous-couche d (10 e-) l=3 : sous-couche f (14 e-)
Qu’est-ce que l’état dégénéré d’un atome ?
Dans ces systèmes monoélectroniques,
toutes les O.A. de même n ont la même
énergie et sont dites dégénérées.
Quels valeurs peut prendre ml ?
Un nombre entier négatif, nul ou positif tel que -l<=ml+l
Que contrôle ml ?
orientation des OA dans l’espace
correspond à 3 directions différentes : px, py et pz (=les 3 valeurs de ml)
