Pourquoi les électrons ne s'écrasent pas sur le noyau ?

[inviteba2d1b45]

Cela est-il déjà arrivé ?
Depuis Niels Bohr, on sait que c'est la force centrifuge qui maintient les électrons à distance du noyau, en tournant autour.

Mais que se passe-t-il si l'on attire l'électron vers le noyau ? Quelle force le maintient sur une orbite telle qu'il ne s'éloigne ou ne se rapproche du noyau ?

On le compare avec un astéroïde orbitant parfaitement autour d'une étoile. Si on modifie quelque peu sa trajectoire, il y a de grandes chances que l'astéroide se crash sur l'étoile dans les tours suivants.

Pourquoi pas l'électron ?

Merci d'avance
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[MaximeV]

Eh bien, je te lance sur une première piste:

Ça fait déjà bien longtemps maintenant que la théorie de Bohr n'est plus "la" façon de voir les choses. On sait maintenant que les électrons ne gravitent pas à la manière d'une planète mais ont une probabilité x de se retrouver à l'intérieur d'une orbitale donnée. Leur mouvement n'est pas qualifiable par le moyen d'une mécanique classique "newtonienne" mais par des mouvements de type quantique.

D'ailleurs, la force qui fait graviter les planète et qui attirent les objets vers le centre d'un orbite n'est pas la force centrifuge (centri - fugue) mais la force centripète. Deux concepts bien différents.

Mais une des raisons qui fait que les électrons n'implosent pas vers le noyau sont les neutrons, qui stabilisent les charges électroniques dans le noyau.

[moco]

Mais l'électron est déjà écrasé contre le noyau dans un atome quelconque. Le problème, c'est que même écrasé, il ne peut rien devenir d'autre. Un électron plus un proton ne peut rien produire. Le neutron est plus lourd que ce qu'on peut obtenir avec un électron et un proton.
Pour qu'un électron et un proton se transforme en neutron, il faut encore de la masse, ou, ce qui est équivalent, il faut de l'énergie. Si on accélère un électron avec juste l'énergie qu'il faut, et qu'on l'envoie contre un proton, on peut arriver à le transformer en neutron. C'est ce qu'on appelle l'effet Mössbauer. Mais c'est très délicat à réaliser, car il ne faut ni plus ni moins que l'énergie correspondant à la différence d'énergie entre le proton + électron d'une part et le neutron d'autre part. Puis il faut encore compenser l'énergie de recul, ce qui est un problème secondaire.

[inviteba2d1b45]

Merci pour vos explications. En effet, je pensais qu'à l'instar des planètes, l'électron orbitait autour du noyau, et que la force centrifuge constituée par sa vitesse était simplement compensée par la force centripète constituée par la force d'attraction de Coulomb (ou la gravitation pour les planètes).
Un tel équilibre semble très instable et précaire.

Mais en effet, j'avais oublié que les lois de mécanique "classique" n'ont plus lieu à cette échelle.

Merci encore, je vais me documenter

[A voir en vidéo sur Futura]

[moco]

L'électron n'est pas un petit grain de matière qui est à un endroit à un moment donné, puis à un autre un plus tard, après s'être déplacé en tournant, vibrant ou sautant. Si c'était le cas, il perdrait de l'énergie, selon les lois de l'électricité, et s'effondrerait sur le noyau. Or il ne perd pas d'énergie. Donc il est déjà effondré autour du noyau.

[curieuxdenature]

Bonjour

et le fait qu'il soit déjà effondré autour du noyau et son obligation de tenir ses distances avec les autres électrons le cas échéant et à se positionner sur des orbitales qui paraissent farfelues, c'est ce qui complique tant la vie de ceux qui voudraient bien comprendre sans passer par la théorie quantique.

[FC05]

Désolé moco, mais des électrons "s'écrasent" et réagissent assez couramment sur le noyau (enfin certain noyaux) et ça donne un type de radioactivité nommé capture électronique CE (ou EC en anglais).

[moco]

C'est vrai que la capture électronique existe. Mais il se trouve que cela marche pour le cas, tout de même pas très fréquent, où la masse du neutron dans le noyau est plus petite que celle du neutron libre.

[invite81b0a8f4]

Bonjour, desole je m'incruste mais je comprend pas : un electron est écrasé (!!) contre le noyau mais il continu a bougé? Qu'est ce que tu entend par ecrasé?
Merci d'avance

[curieuxdenature]

Bonjour alconis

dire écrasé est un abus de langage, il serait plus approprié de dire confiné.
Ecrasé semble évoquer la fusion, ce n'est pas le cas, confiné n'implique pas cette image. Le diamètre apparent du noyau est tout de même environ 100 000 fois plus petit que les érrements des électrons.

Selon la mécanique quantique la masse de la particule joue en faveur d'une meilleure localisation dans l'espace, 1800 fois plus leger l'électron semble avoir un diamètre apparent nettement plus grand que celui du noyau et le fait qu'il se balade à proximité immédiate du noyau, avec une probabilité non nulle de se trouver à l'intérieur ne change rien au problème. Ils sont de charge électrique opposée mais il n'y a pas plus d'affinité, ils se comportent donc comme des objets distincts.

Si par des charges supplémentaires le noyau attire à lui plus d'électrons alors ils s'organisent pour ne pas contrarier les règles qu'on leur connait.
Je sais bien que ça n'explique rien mais bon, c'est ce qu'on constate.