exam 1 Flashcards
Quels sont les principaux événements historiques dans le développement de la compréhension de l’atome ?
1808 Dalton - atome indivisible
1897 Thomson - (découvre l’électron) modèle pain au raisin
1909 Rutherford - (noyau atomique) modèle planétaire
1913 Bohr - (spectre de raie) orbitres circulaires distinctes
Quelle est la caractéristique de la nature de la lumière selon la théorie ondulatoire par l’expérience de Young?
Interférence : deux ondes se superposent et interfèrent
Quels sont les postulats du modèle de l’atome de Bohr et comment s’appliquent-ils à l’hydrogène ?
Bohr a postulé que les électrons orbitent autour du noyau de l’atome sur des orbites circulaires ou elliptiques, et que ces orbites sont quantifiées, c’est-à-dire qu’elles ne peuvent avoir que des valeurs spécifiques de rayons.
Bohr a postulé que lorsque l’électron se déplace d’une orbite quantifiée de rayon plus élevé à une orbite de rayon inférieur, il émet un quantum de radiation correspondant à la différence d’énergie entre les deux orbites. De même, lorsque l’électron passe d’une orbite de rayon inférieur à une orbite de rayon plus élevé, il absorbe un quantum de radiation.
En quoi consiste la mécanique quantique ?
Principes fondamentaux de la mécanique quantique :
Dualité onde-particule : Les particules subatomiques, telles que les électrons, peuvent exhiber des comportements à la fois de particules et d’ondes.
Principe d’incertitude de Heisenberg : Il est impossible de mesurer simultanément la position et la quantité de mouvement (momentum) d’une particule avec une précision infinie
Quels sont les nombres quantiques et quel rôle jouent-ils dans la description des orbitales atomiques ?
n - principal (1,2…) - plus élévée, plus orbital est grande et plus énergie élevée
l - secondaire (0, n-1) - chaque valeur correspond forme spécifique d’orbitre
ml - magnétique ( -l à +l ) - décrivent l’orientation spatiale des orbital dans l’espace autour du noyau
ms - spin ( -1/2 , +1/2 ) - décrit orientation du spin de l’électron
Comment les configurations électroniques des atomes sont-elles déterminées et en quoi sont-elles liées au tableau périodique des éléments ?
Déterminer le nombre d’électrons :
Le numéro atomique (Z) de l’élément donne le nombre total d’électrons dans l’atome. Par exemple, le carbone a un numéro atomique de 6, ce qui signifie qu’il a 6 électrons.
Connaître l’ordre de remplissage des orbitales :
Les orbitales sont remplies selon un ordre de priorité spécifique basé sur leur énergie. L’ordre de remplissage habituel est : 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, etc.
Appliquer le principe d’exclusion de Pauli :
Chaque orbitale peut accueillir au maximum deux électrons, et ces électrons doivent avoir des spins opposés (nombre quantique de spin +1/2 et -1/2).
Remplir les électrons :
Remplissez les électrons dans les orbitales dans l’ordre de remplissage en respectant le nombre d’électrons de l’atome.
Identifier la configuration électronique :
La configuration électronique est simplement une liste des orbitales occupées par les électrons, avec le nombre d’électrons dans chaque orbitale.
En ce qui concerne le lien avec le tableau périodique des éléments :
Les périodes du tableau périodique (lignes horizontales) correspondent aux niveaux d’énergie principaux (n) des électrons. Par exemple, les éléments de la première période (période 1) remplissent les orbitales 1s, ceux de la deuxième période remplissent les orbitales 2s et 2p, et ainsi de suite.
Les groupes du tableau périodique (colonnes verticales) ont des configurations électroniques similaires pour les éléments du même groupe. Par exemple, tous les éléments du groupe 1 (groupe des alcalins) ont une configuration électronique terminant par s^1.
Les tendances périodiques dans les propriétés des éléments, telles que la taille atomique, l’énergie d’ionisation et l’affinité électronique, sont souvent expliquées en termes de configurations électroniques.
Quelles sont les expériences clés qui ont conduit à la compréhension actuelle de la structure atomique ?
Expérience de la loi des proportions définies (Proust, Dalton) - fourni des preuves expérimentales de l’existence d’atomes et de la composition spécifique des composés chimiques.
Expérience de la diffusion des particules alpha (Rutherford) - observation a conduit à la conclusion que la majorité de la masse de l’atome est concentrée dans un petit noyau central, tandis que la majeure partie de l’espace autour du noyau est vide.
Expérience de l’émission des raies spectrales de l’hydrogène (Balmer, Rydberg) - découvert des schémas dans les longueurs d’onde des raies spectrales émises par l’hydrogène. Ces schémas ont finalement été expliqués par le modèle de Bohr de l’atome, qui a postulé des orbites quantifiées pour les électrons.
Expérience de l’effet photoélectrique (Einstein) - proposé l’effet photoélectrique, où les électrons sont éjectés d’une surface métallique lorsqu’ils sont frappés par des photons de lumière
Expérience de la double fente (Young) - montré les interférences lumineuses, suggérant que la lumière se comporte comme une onde
Si vous mesurez la longueur d’un objet avec une règle graduée en centimètres et que la mesure est de 12,5 cm, combien de chiffres significatifs cette mesure contient-elle ?
3
Un électron dans un atome d’hydrogène passe d’un niveau d’énergie n = 3 à un niveau d’énergie n = 1. Calculez la longueur d’onde de la lumière émise lors de cette transition.
Delta E = Ei - Ef et C = h x f
R: 1,03 x 10^-7
Si un atome d’oxygène a 8 électrons, combien d’entre eux peuvent occuper l’orbitale 2p ?
1s = 2, 2s = 2 et 2p (peut avoir jusqu’à 6) = 4
R : 4
Déterminez la configuration électronique de l’élément chimique avec un numéro atomique de 19 (potassium).
En utilisant le tableau périodique, nous pouvons voir que le potassium est dans le quatrième période (ou rangée) du tableau périodique, donc ses électrons vont remplir les orbitales des quatre premiers niveaux d’énergie : 1s, 2s, 2p et 3s.
R: 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^1
Un faisceau de lumière monochromatique a une longueur d’onde de 600 nm. Calculez sa fréquence en hertz.
C = longueur d’onde x f
R : 5,00 x 10^14
*oublie pas convertir 1 nm = 1 x 10^-9 m
Calculez l’énergie d’un photon de lumière avec une longueur d’onde de 500 nm.
E = h x f
E = h x ( c / longueur d’onde)
R : 3,978 x 10^-19
Si vous ajoutez 12,3 g et 4,567 g, quel sera le résultat avec le bon nombre de chiffres significatifs ?
3 chiffre significatif car, lors d’une addition ou soustraction on utilise le chiffre avec le moins de décimal (ici 12,3). Si c’était une division ou multiplication on utilise tout les chiffres significatifs et on prend le plus petit.
Déterminez la configuration électronique de l’ion fluorure (F^-).
Atome Fluor numéro atomique =9 donc, 1s^2 2s^2 2p^5
Ion de Florure gagne 1 électron donc, 1s^2 2s^2 2p^6
Si la fréquence d’une onde lumineuse est de 5,0 x 10^14 Hz, quelle est sa longueur d’onde ?
c = longueur d’onde x f
R : 6,00 x 10^-7 m
formule avec longueur d’onde et fréquence ?
C = longueur d’onde x f
c = ?
3,00 x 10^8
formule avec énergie et fréquence
E = h x f
h = ?
6,63 x 10^-34
formule avec l’énergie et le niveau orbital
E = -Rh / n^2
Rh = ?
2,18 x 10^-18
formule avec énergie émise/absorbé et initiale et finale
delta E = Ef - Ei
s = ? valeur de l
0
p = ? valeur de l
1
d = ? valeur de l
2
f = ? valeur de l
3
qu’est-ce que le noeud ?
zone ou la probabilité de trouver un électron est nulle
a quoi équivaut le nombre d’orbitale ?
c’est le nombre d’option de ml
a quoi équivaut l’état quantique ?
c’est ml x 2 ou ms
que veut dire n qui augmente
- taille de l’orbital augmente
- nombre de noeud augmente
combien de lobe correspond à : s p d f ?
1 2 4 8
comment appelle t’on le stage où l’énergie est à son minimum ?
État fondamental
qu’est-ce que cela veut dire quand l’électron est à dans les états excités ?
il est instable
