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Atomistique - Coggle Diagram
Atomistique
Structure de l'atomes
noyau->le + dense est chargé +=>deux sortent de particules
à l'état neutre->nombre d'électrons=nombre de protons(num atomique z)
Coupe transversale d'un atome
le rayon du noyau est 10^5fois + petit que le rayon de l'atome
noyau=constitué de vide
ISOTOPES= même Z mais pas le même A
abondance isotopique: proportion de chacun des isotopes d'1 élément
certains éléments chimiques existent sous formes cristallines->
variétés allotropiques
Introduction
atome: taille= 10^-10m=
1A(ngstrom)
noyau chargé positif
molécule=>établit des liaisons de la couche de valence (règle duet/octet)
corps simple
->atomes d'un même élément
corps composé
->macromolécule composé de plusieurs atomes différents
un élément chimique
ensemble des atomes avec même numéro atomique
éléments les plus abondants
sur terre
Oxygène(O), Silicium(Si), Aluminium(Al),
Fer(Fe)
dans l'univers
Hydrogène+Hélium
la matière vivante
Oxygène(65%)
Carbone(18.5%)
Hydrogène(10%)
Azote(3.2%)
Corps humain
atome(96%)
Oxygène,Carbone,Hydrogène,Azote(P,S,I,Fe)
ions(4%)
CA2+,Na+,Mg2+,K+,Cl-
Oligoélément, très faible 0.001%(Cr, Cu,F,Sn)
atome= trop petit
Lumière(partie électrique/partie magnétique)
lambda varie entre 4000A(violet) et 8000A(rouge)
onde sinusoïdale, période lambda/2
ne permet pas de voir les atomes
Pour les voir: utilisation des rayon X et des électrons
diffraction des rayon X sur un cristal
Modèle atomique de BOHR
Modèle planétaire->orbites circulaires->1 rayon
Hypothèse de Bohr: les électrons vont tourner autour du noyeau->
circulaire
idée de quantification de Planck=>
l'énergie minimale de n'importe quelle radiation électromagnétique ayant la fréquence v peut être émise ou absorbée par la matière
E=hv et v=c/λ
mouvement cinétique orbitale(L)=quanta , propotionnel à n
aucune valeur discontinue
m.v.r= n (h/2 π)
Pour H et système hydrogénoïde(1 électron)
rn= r0. n^2
= 0.53 n^2(Å)
r0 = rayon de la première orbite(=niveau d'énergie) de l’e- à l’état fondamental de l’atome d’hydrogène, appelée orbite de Bohr = 0,53
Angstrom rond (n=1,2,3…)
E0=énergie de la 1ère orbite, correspond à n=1, unité energie appelée
énergie de Rydberg= -13.6eV
rappels: 1eV=1.60*10^-19 J
orbites= niveau d'énergie->électron peut passer de niveau supérieur à inférieur
énergie correspondant: hv=Em-En
Description quantique de l'atome
Comportement des objets à échelle atomique
probabilité de position=> électron = onde
(dualité onde-corpuscule=probable
modèle atomique
✖️vitesse, position précise de l'électron->orbites circulaire
dualité onde/corpuscule
Plank: E=hv
hv=mc^2=>v=mc^2/h=c/lambda
particule (m) en mouvement (v)->onde lambda
quantité de mouvement (p)(kg/m/s): p=mv= h/lambda donc lambda= h/mv=h/p
longueur d'onde inversement proportionnel à la masse et à la vitesse
Einstein: E=mc^2
Principe d'incertitude d'Heisenberg
nombre quantique
particule MACROSCOPIQUE= 6 paramètres
3 de positions (x,y,z) et 3 de vitesse (Vx, Vy,Vz)
particule microscopique= 4 paramètres, nombre quantique
n>0 : principal-> dimension et énergie
(valeurs prises 1,2,3....)
jusqu'au n=7-> couche K,L,M,N,O,P,Q
l: azimutal->Forme
valeurs permises: n-1>=l>=0
m: magnétique-> Orientation
valeurs prises: +l>/=m>/=-l
ms=spin
spin de l'électron
(mouvement cinétique intrasèque)
valeurs prises: +1/2,-1/2
équation de Schrödinger
mouvement électron/noyau décrit par une fonction d'onde PSI(x,y,z)
n,lnm indiquent la position de l'électron, psi^2->probabilité de présence de l'électron dans le volume V
si plusieurs fonction psi pour un même niveau d'énergi->
niveaux d'énergie dégénérés
moment magnétique μ
"effet Zeeman"-> électron à trajectoire circulaire-> boucle de courant électrique=>
mouvement magnétique orbitale μ
si champs magnétique = atome->
dédoublement supplémentaire des raies du spectre atomique
Système de masse atomique
NA: nombre d'Avogadro= 6.022*10^23
Etude expérimentale des atomes
si on veut faire passer des éléctrons à une couche supérieur-> DOPER
passage niveau A à O->
passage de l'état fondamental à l'état excité
Spectre d'émission de l'Hydrogène (atome qui émet)
niveau élevé → niveau plus bas + émission d’un photon
/!\quantifié=>observation de raies lumineuses bien séparées, non un spectre continu
fréquence=nombres d'onde de chaque raie->formule empire de Balmer
E*=E+hv
Spectre d'absorbtion de l'Hydrogène
niveau bas + photon → niveau élevé
/!\que vers certaines longueurs d'ondes précises
raies noires d'absorbtion
E=E*-hv