couches électroniques et mécanique quantique

[Wöler]

Bonjour,

J'ai du mal à apréhender le comportement des électrons d'un atome (mécanique quantique).

Comme vous le saver, un atome possède des couches électroniques bien précises (K, L, M....). Ainsi, l'atome d'hydrogène possède un seul électron sur sa couche K.

Seulement, il faut se détacher du modèle classique et voir que la position des électrons est une probabilité et que la région dans laquelle l'électron a une forte probabilité de s'y trouver constitue une couche électronique. (c'est bien ça ?)

Seulement, quand je regarde, les niveaux d'énergie de l'atome d'hydrogène, je m'aperçois qu'il y en a en fait une infinité.
C'est ici que je bloque.

Je pensais que comme l'atome d'hydogène ne possèdait qu'une seule couche électronique K, il n'y aurait qu'un seul niveau d'énergie.

Comment cela se fait-il ?

Merci d'avance pour vos réponses.
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[Wöler]

De plus, on parle de l'énergie quantifiée d'un atome.
Je me disais que c'était plutôt l'énergie d'un électron qui changeait lorqu'il passait d'un niveau d'énergie à un autre.

Si vous pouviez m'expliquer cette notion d'énergie d'un atome.

[Follium]

Bonjour.

Sans rentrer dans les détails, il est vrai qu'un électron a une infinité de couche qu'il peut occuper. Maintenant, il préférera occupé les énergies les moins élevés énergétiquement pour lui.

Par exemple, quand les rayons du soleil rentre en collision avec des molécules de l'atmosphère, l'énergie des électrons augmente mais comme ils sont trop élevés dans les couches, ils redescendent en émettant des ondes électromagnétiques (comme la couleur bleue du ciel).

Follium

[Wöler]

Merci pour ta réponse Follium.

Mais alors, l'appellation énergie de l'atome est impropre, on devrait plutôt parler de l'énergie des électrons non ?

De plus, quand on voit le diagramme des niveaux d'énergie d'un atome d'hydrogène, on voit que le niveau, on voit que pour passer d'un niveau à l'autre, il faut gagner de l'énergie et c'est donc l'électron qui gagne cette énergie mais on dit que l'énergie de l'atome augmente c'est bien cela.


Et sinon, pour se détacher de l'exemple de l'atome d'hydrogène : prenons l'exemple du sodium à Z=11.

Lorsque l'atome de sodium passe de l'état fondamental à l'état excité (le premier par exemple), à ce moment là, ce sont les 11 électrons qui entrent dans un état excité, un à la fois...??

Si vous pouviez donc répondre à ces quelques questions...

[A voir en vidéo sur Futura]

[curieuxdenature]

Mais alors, l'appellation énergie de l'atome est impropre, on devrait plutôt parler de l'énergie des électrons non ?

Bonjour Wöler

les électrons sont liés au noyau dans l'atome, ce qui fait qu'on parle bien de l'énergie de l'atome.
Il n'y a pas une infinité de possibilités dans les transitions même pour l'hydrogène.
La formule classique permet de retrouver tous ces états et n'est éxacte que pour H, pour les autres c'est bien plus complexe mais ça se calcule.
= Rh ( 1 / n² - 1 /p² )


Quand on parle d'état excité on parle en principe du dernier électron, celui qui est le moins lié (le plus externe si tu préfère).
Pour le sodium par exemple, ce premier état est de -3.04 eV c'est à dire 2.01 eV au dessus du fondamental comme le montre ton graphe.
L'atome de Na a ainsi gagné 2.01 eV dans la bataille. (pas pour longtemps, c'est transitoire, il le rend bien vite en émettant une raie de cette même énergie)

[curieuxdenature]

c'est d'ailleurs deux raies qui sont émises dans la gamme des 2.1 eV, les fameuses couleurs jaune-orange des lampes à vapeur de sodium qui bordent encore certaines autoroutes.