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
longuer d'onde

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

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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