electron apparié

[inviteef77022c]

bonjour je voudré savoir ce que sont les electrons appariés??
merci
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[isozv]

"a parier" ? sur leur spin ? Ce serait... un casino quantique lol

D'après ce que j'ai vu sur le web :

De façon vulgarisée, on peut définir les radicaux libres comme étant : Des atomes ou groupements d’atomes qui possèdent un électron non apparié, appelé ¨électron célibataire¨.

Donc un électron apparié c'est un électron qui n'est pas célibaitre par extension.

(à vérifier...)

[mermoz]

les electrons appariés sont deux electrons dont le spin est opposé : d'ailleurs sur un orbite atomique le niveau de plus basse energie est lorsque les spins sont opposés

[mermoz]

pardon je retire ce que j'ai dis sur le niveau de plus basse energie : en fait pour un niveau d'energie "degeneré"(lorsque le nb d'electrons n'est pas suffisant pour remplir le ce niveau) : le niveau de plus basse energie est obtenu en utilisant le max d'orbitale atomique : LES SPINS DES ELCTRONS NON APPARIES ETANT PARALLELES .

[A voir en vidéo sur Futura]

[isozv]

...d'ailleurs sur un orbite atomique le niveau de plus basse energie est lorsque les spins sont opposés

Tient comme tu lances ceci... j'en ai jamais vu la démonstration formelle. Quelqu'un aurait cela ?

[isozv]

bon t'es intervenu en même temps. J'en veux aussi la démonstration... la démonstration... la démonstration !!!

[mermoz]

j'en suis a un niveau ou je connais la regle : je sais l'utiliser pour determiner la configuration electronique d'un atome : mais "on m'a dit que ca decoulait de l'experience " : peut etre que tu connais la demonstration : ca m'interesse

[isozv]

ah Ben perso je toujour lu des ouvrages de niveau deug qui le disaient sans le démontrer. Peut-être que spi100, mtheory, deep_turtle, RinceVincent ou humanino sauront m'aider un peu ?

[Rincevent]

je ne connais pas LA démonstration, mais je pense que ça doit pouvoir s'expliquer assez simplement avec un terme de couplage "spin-orbite" (voir un cours de physique atomique ou de chimie quantique).

p'tit raisonnement : si un premier électron "a choisi" le truc le moins énergétique pour une valeur de donné, alors il est logique que les autres "choisissent" la même valeur de (c'est-à-dire s'alignent parallèlement). Car s'ils choisissent la valeur opposée, alors ça veut dire qu'il choississent un état qui n'a pas la même énergie que celui que le premier électron avait choisi, c'est-à-dire qu'ils vont sur un état de plus grande énergie...

ça me semble pas si mal que ça mais têt vous pouvez poser la question en chimie...

[deep_turtle]

je ne connais pas LA démonstration, mais je pense que ça doit pouvoir s'expliquer assez simplement avec un terme de couplage "spin-orbite"

En fait en premiere approximation, le couplage spin-orbite n'intervient pas pour expliquer cet effet. Ce qui joue, c'est le fait que les electrons sont des fermions chargés. Le fait que ce soient des fermions (spin demi-entier) implique que la fonction d'onde totale doit être antisymétrique. Or il y a deux parties dans la fonction d'onde totale, une de spin et une spatiale.

Quand deux électrons ont des spins opposés, la partie de spin est antisymétrique et la fonction d'onde totale est obtenue en symétrisant la fonction d'onde spatiale [mode technique ON] c'est-à-dire que si les électrons individuels peuvent occuper par exemple des états px, py et pz, le couple d'électrons va occuper un état du style px(1)px(2), ou px(1)py(2)+py(1)px(2) [mode technique OFF]. Or, si on regarde dans le détail ces fonctions symétriques, la probabilité que les deux électrons soient près l'un de l'autre est assez élevée, et donc l'énergie d'interaction électrostatique est élevée.

Par contre, si les spins sont alignés, la partie de spin est symétrique et la fonction d'onde totale est obtenue en antisymétrisant la fonction d'onde spatiale. Il se trouve que dans ces états, les électrons sont en moyenne plus éloignés les uns des autres que dans le cas précédent, d'où l'énergie moindre.

PS1 : dans tout ce qui précède, les mots "symétrique" et "antisymétrique" se réfèrent à un éventuel changement de signe de la fonctino d'onde quand on échange deux particules.

PS2 : tout ça se fait assez simplement de façon quantitative dans le cadre de l'approximation orbitalaire, en calculant les états propres en supposant les électrons indépendants puis en appliquant la théorie des perturbations stationnaires pour prendre en compte l'interaction électrostatique des électrons.

PS3 : N'hésitez pas à si tout ça est trop lourd et confus, j'ai sans doute voulu être trop synthétique sur ce coup-là...

[Rincevent]

En fait en premiere approximation, le couplage spin-orbite n'intervient pas pour expliquer cet effet.

merci pour l'explication

et bon retour...

[spi100]

Bonjour,
Electron appariés, dans quel sens ? Est-ce au sens des paires de Cooper ?
Pour la notion d'anti-symétrie et de symétrie des fonctions d'ondes, on peut introduire les choses simplements en remarquant que le hamiltonien d'un système a deux particules s'ecrit

H = T1+T2 + V12 avec T1 et T2 les energies cinétiques et V12 le potentiel d'interaction.
Si P est l'opérateur qui permutte la particule 1 avec la particule 2, alors H est invariant sous l'action de P
Ainsi PH = HP, et donc la fonction d'onde propre de H est aussi fonction propre de P. Or P à deux valeurs propres : -1 et 1 (car P.P = P). Ainsi les fonctions sont soit symétriques, soit antisymétriques dans l'échange de particules.

Ensuite il reste à déterminer qu'elles sont les conditions pour que la fonction soit anti ou symétrique. C'est le role du théorème spin-statistique. Grosso modo, il me semble que ça consiste à montrer que pour les spins demi-entiers, le système ne peut admettre un niveau fondamental que si la fonction est antisymétrique. Et inversement dans le cas des systèmes à spin entier, on ne peut avoir ce fondamental que si la fonction d'onde est symétrique.