Chimie Partie 1
Structure de la matière
théorie de Dalton
Solide
Forme & volume fixe
liquide
structure rigide, résiste à la compression
Fortes interact°
forme non fixe & volume fixe
gazeux
forme & volume non fixe
les particules de la matière
molécule
(+ pt partie d'un corps électriquement neutre
corps simple
corps composés
atome
10^-10 m
ultime fragment de la matière qui se conserve au cours d'un phénomène chimique
Structure de l'Atome
Thomson, Rutherford, Bohr,
Schrödinger
Rutherford
2 parties
- Noyau
- p+ et n0
- Nuage électronique
- e-
- gravite à très gd distance
représentation planétaire
un noyau dense central positif ac des e- qui gravitent
Bohr
théorie des quanta
thomson
gâteau aux raisin
- pâte +
- raisin e-
passage d'un état stable à un état instable du à l'absorbation d'énergie
ΔE = n h ô
ΔE : différence d'énergie
n : nbr entier
h : cst de Planck (6.626*10^-34)
ô : fréquence de radiation absorbée ou émise
une radiation électromagnétique est formé d'un flux de particules ou PHOTONS
le photon est de masse nul et se déplace à très haute vitesse (C)
Eph = h C/λ
la radiation électromagnétique se décrit tantôt comme une onde tantôt comme un flux de photons
le spectre électromagnétique
il représente la répartition de l'ensemble des ondes électromagnétiques en f(x) de leur longueur d'onde/ fréquence / énergie
le spectre de raies de l'H
l'e- de l'H n'a accès qu'a certains niv d'E
l'E- passe d'un niv d'E sup à un niv Inf
seul certains niv d'E peuvent exister
les niv d'E de l'e- st quantifiés
chaque raie correspondant à un λ précise (reflet d'un niv d'E de l'e-
structure de l'atome d'H
la trajectoire d'un e- est maintenu par 2 Forces opposées
- Force électrostatique / Force d'attraction coulombienne
- Force de centrifuge
l'E potentielle
Ep = -(q1q2)/(4πε0r)
Force électrostatique
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F = la force /E/ les charges
q1, q2 = les charges (1 + et 1 -) (dc q1 = -q2)
ε0 = cst diélectrique du vide (8,854*10^-12)
F1,2 = (1/4πε0)(q1q2/r²)*
Force centrifuge
qui éloigne l'e- du noyau ou de sa trajectoire
Fcen = mv²/r
force liée à la position de l'e- par % à celle du proton
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m = masse de l'e-
v = la vitesse de l'e-
r = rayon de l'orbite
l'e- ne rayonne ou n'absorbe de l'E que lors d'un changement d'orbites
théorie orbitale
toute particule matérielle en mouvement de masse m et de vitesse v doit être associée une onde réelle reliée à la quantité de mouvement p et un longueur d'onde par la relation : (λ = h/mv = h/p)
une orbite STABLE est tel que le moment cinétique m.v.r de l'e- autour du noyau est un multiple Z de h/2pi
principe d'incertitude d'Heisenberg
il est impossible de déterminer simultanément avec la même précision la position et la vitesse d'une particule en mouvement (e-)
ΔPx * Δx = h/2 = 10^-34 Js
ΔPx = incertitude sur la quantité de mouvement
Δx = incertitude sur la localisation de l'e-
ce modèle ne convient plus car il est impossible de définir la position de l'e- ac précision
Schrödinger
ds ce modèle, les e- ne st plus considérés comme des particules localisées sur des orbites mais comme une onde dont son carrée donne la probabilité de présence de l'électron autour du noyau
Schrödinger donne une équation qui relie l'E d'un système à ses propriétés ondulatoires
Elle relie la fonction d'onde, la masse de l'e-, l'E pot de l'e- et l'E tot
l'atome n'a pas de limite précise ds l'espace
on ne peut dc pas lui attribuer de rayon
sa limité arbitraire est tel que la proba de présence de l'e- à l'intérieur est de 95%
En Résumé
Les différentes solutions de l'eq de Schrödinger
sont des ORBITALES
Leur nombre (d'orbitale) est défini par les valeurs que peuvent prendre les trois premiers nombre quantiques n, l, m
Nombre quantique principal n
prend les valeurs Z et positives : 1 <= n <= inf
caractérise le volume, les dimensions de l'orbitale
Nombre quantique secondaire ou azimutal (I)
définit la forme de l'orbitale atomique
prend les valeurs Z et positives : 0 <= I <= n-1
Nombre quantique magnétique (m)
détermine l'orientation de l'orbitale dans l'espace
détermine le nbr d'orbitales de même E, de même forme
-1 <= m <= +1
Nombre quantique de spin (ms)
détermine la relation de l'e- sur lui-même dans un sens ou l'autre
ms = +1/2 et ms = -1/2
Pauli : ds un même atome 2 e- ne peuvent posséder les 4 nbr quantiques identiques
il peut dc y avoir MAX 2e- ds un orbitale
Orbitales
Formes des orbitales
l=0 : spérique
l = 1 : 3 axes
l = 2 pétales 3 axes
l'électronégativité de Pauling
mesure la tendance d'un atome à retenir ses électron ou à en attiré
si ε est petite
l'affinité électronique est faible
l'atome forme un cation
si ε est grande
l'affinité électronique est grande
l'atome forme un anion
valence étage d'oxydation d'un élément
NO ou EO (nbr/étage d'oxydation)
charge formelle que porte l'atome, lorsque, ds chaque liaison où il intervient, on attribue un charge - à l'atome le plus électronégatif et un charge + à l'atome le moins électronégatif