Répondre à la discussion
Affichage des résultats 1 à 20 sur 20

Energie d'ionisation, atomistique



  1. #1
    Estelle d

    Exclamation Energie d'ionisation, atomistique

    bonjour,

    je ne vois pas comment calculer l'énergie de ionisation d'un élément en général , je ne trouve pas la formule dans mes cours de plus je pense que je confond avec l'énergie total.
    si quelqu'un peu m'aider?
    merci d'avance!
    Estelle

    -----


  2. Publicité
  3. #2
    moco

    Re : énérgie de ionisation, atomistique

    On ne peut pas calculer l'énergie d'ionisation d'un élément. C'est une donnée empirique, qu'on ne peut que mesurer, hélas. Si jamais tu trouvais une formule, tu serais la bienvenue.

  4. #3
    Pera

    Re : énérgie de ionisation, atomistique

    il existait pas un modele pour l'hydrogenoide?

    ma memoire me fait peut-etre defaut.

    a +

  5. #4
    moco

    Re : énergie d'ionisation, atomistique

    Estelle parle d'un élément en général, pas d'un hydrogénoïde.

  6. #5
    Pera

    Re : énergie d'ionisation, atomistique

    oui j'ai remarque! c'etait juste pour ma culture personnel.

    desole de la disgression.

    a+

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    curieuxdenature

    Re : énergie d'ionisation, atomistique

    Citation Envoyé par Pera Voir le message
    oui j'ai remarque! c'etait juste pour ma culture personnel.

    desole de la disgression.

    a+
    Bonjour Pera

    il y a moyen de le faire mais comme déjà dit c'est une méthode empirique dérivée des études faites par Slater et ses successeurs.
    Il n'y a pas de méthode qui ne soit basée sur la collecte expérimentale des "constantes" d'écran pour chaque orbitale, mais ce faisant on arrive tout de même à de bonnes approximations.
    Par exemple en voilà une, perso:

    Orbitales de l'élément O-8
    Cte de Rydberg corrigée = 13,6047658224482 eV

    couche 1s : 2
    électron 1; Zeff = 8; énergie 870,70501 eV
    Rayon Ionique = 0,00661472 nm; 0,1250 Ao
    électron 2; Zeff = 7,69240 : 739,36509 eV; écran = 0,3076
    Rayon Ionique = 0,00687922 nm; 0,1300 Ao
    Énergie Locale (1s) = 1610,0701 eV

    couche 2p : 4
    energie s1 = Rydberg * 6,30000^2 / 2^2 = 134,99329 eV
    Ecouche = Rydberg * 4,53660^2) / 2^2 = 69,99904 eV
    Énergie Locale (p+s) = 69,99904 x 6 = 419,99421 eV

    Rayon Ionique de la couche = 0,0466585 nm; 0,8817 Ao
    électron 4; Zeff = 4,88840 : 419,99421 - 406,38209 = 13,61212 eV; écrans = 0,354; 0,3518; 0,85
    Rayon Ionique = 0,0433006 nm; 0,8183 Ao
    électron 3; Zeff = 5,24020 : 406,38209 - 373,58273 = 32,79936 eV; écrans = 0,354; 0,3518; 0,85
    Rayon Ionique = 0,0403937 nm; 0,7633 Ao
    électron 2; Zeff = 5,59200 : 373,58273 - 319,07050 = 54,51223 eV; écrans = 0,354; 0,3518; 0,85
    Rayon Ionique = 0,0378524 nm; 0,7153 Ao
    électron 1; Zeff = 5,94380 : 319,07050 - 240,31974 = 78,75076 eV; écrans = 0,354; 0,3518; 0,85
    Rayon Ionique = 0,035612 nm; 0,6730 Ao

    Sous-Total = 179,67448 reste:240,31974 pour la couche s
    Dont 105,32645 pour la couche s2
    Énergie globale = 2030,06431 eV

    couche 2s : 2
    Rayon Ionique de la couche = 0,0355989 nm; 0,6727 Ao
    électron 1; Zeff = 6,30000 : 134,99329 eV; écrans = 0,354; 0,3518; 0,85
    Rayon Ionique = 0,0335986 nm; 0,6349 Ao
    électron 2; Zeff = 6,654 : 105,32645 eV; écrans = 0,354; 0,3518; 0,85
    Rayon Ionique = 0,0318111 nm; 0,6011 Ao
    Énergie locale = 240,31974 eV
    Énergie globale = 2030,06431 eV

    Énergie globale de l'atome neutre 8 = 2030,06431 eV
    Rayon Ionique de l'atome = 0,0466585 nm; 0,8817 Ao

    Energies connues mesurées : (eV)
    871,406
    739,283
    -
    138,119
    113,898
    -
    77,412
    54,935
    35,117
    13,618

    Energies calculées : (eV)
    870,70501
    739,36509
    ..
    134,99329
    105,32645
    ..
    78,75076
    54,51223
    32,79936
    13,61212
    Tu constates que les constantes d'écrans sont des données ad'hoc, utilisées pour que ça colle avec l'expérience, mais ça marche, avec une grosse fouche.
    L'electronique, c'est fantastique.

  9. Publicité
  10. #7
    Pera

    Re : énergie d'ionisation, atomistique

    interessant, tu sembles bien maitriser le sujet. mais les constantes d'ecrans, y a pas moyen de les calculer par des ormules de potentiels? (oui je sais qu'elles sont aussi empiriques ces formules)

    en fait tout est empriques et choisi pour coller a l'experience.

    non?

    a +

  11. #8
    Estelle d

    Re : énergie d'ionisation, atomistique

    merci pour toutes ces réponses!!!

  12. #9
    philou21

    Re : énérgie de ionisation, atomistique

    Citation Envoyé par moco Voir le message
    On ne peut pas calculer l'énergie d'ionisation d'un élément. C'est une donnée empirique, qu'on ne peut que mesurer...
    Et pourquoi donc ???

    si on a un modèle de l'atome, on peut calculer ses propriétés. On appellera ça des valeurs calculées par opposition aux valeurs expérimentales. L'énergie d'ionisation fait partie des propriétés calculable d'un atome.

    C'est comme si tu disais : on ne peut pas calculer le pH d'une solution, on peut juste le mesurer.

  13. #10
    curieuxdenature

    Re : énergie d'ionisation, atomistique

    Ce n'est pas aussi simple que ça Philou21, on a beau avoir un modèle de l'atome il ne fonctionne vraiment bien que pour l'hydrogéne, pour les autres on a bien des approx qui se rapprochent du modèle mais aucun calcul n'est vraiment satisfaisant et juste.
    Avec le modèle E = Ry * Z2* / N2* les valeurs de Z* et de N* changent pour chaque atome, le tableau classique de Slater ne fonctionne qu'en grossière approximation (pour l'énergie de 1ere ionisation on est souvent plus près du double que de la réalité).
    Autrement dit, le modèle quantique donne toutes les valeurs, mais elles sont toutes fausses. (C'est un peu comme vouloir calculer le diamètre de la lune en allongeant le bras en tenant une pièce de monnaie, ça marche mais en appliquant la même méthode pour calculer le diamètre de ses cratères faut pas être trop exigeant sur leur réalité physique.)
    Autant avoir dans ces conditions un tableau expérimental, au moins on ne se plante pas.
    L'electronique, c'est fantastique.

  14. #11
    curieuxdenature

    Re : énergie d'ionisation, atomistique

    Citation Envoyé par Pera Voir le message
    interessant, tu sembles bien maitriser le sujet. mais les constantes d'ecrans, y a pas moyen de les calculer par des ormules de potentiels? (oui je sais qu'elles sont aussi empiriques ces formules)

    en fait tout est empriques et choisi pour coller a l'experience.

    non?

    a +
    Je pense que tu connais le modèle de Slater et aussi celui de Clementi-Raimondi, il ne font que confirmer le modèle quantique en bonne approx.

    Mais bon, compare ces résultats avec l'expérience:
    toujours avec l'oxygène :


    --------------------------------------------

    S L A T E R
    - calculation of atomic data
    after J.C.Slater Phys.Rev. 36 (1930) 57

    --------------------------------------------

    the Slater model is used with the following constants

    screening constants:
    1s - 1s: 0.31
    ns - ns: 0.35
    ns - (n-1)s: 0.85

    effective n:
    n = 1 2 3 4 5 6 7
    n_eff= 1.00 2.00 3.00 3.70 4.00 4.20 4.30


    PLEASE GIVE THE ATOMIC NUMBER OF THE ELEMENT

    ATOMIC SYMBOL OF THE ELEMENT: O
    the core corresponds to the rare gas He

    Electronic Configuration according to the Aufbau Principle:
    Shell 1 (1s): 2 electrons
    Shell 2 (2s): 2 electrons
    Shell 3 (2p): 4 electrons
    Shell 4 (3s): 0 electrons
    Shell 5 (3p): 0 electrons
    Shell 6 (3d): 0 electrons
    Shell 7 (4s): 0 electrons
    Shell 8 (4p): 0 electrons
    Shell 9 (4d): 0 electrons
    Shell 10 (4f): 0 electrons
    Shell 11 (5s): 0 electrons
    Shell 12 (5p): 0 electrons
    Shell 13 (5d): 0 electrons
    Shell 14 (5f): 0 electrons
    Shell 15 (6s): 0 electrons
    Shell 16 (6p): 0 electrons
    Shell 17 (7s): 0 electrons

    Do you want to modify the configuration? (y/n)

    chosen electronic configuration:
    Shell 1 (1s): 2 electrons
    Shell 2 (2s): 2 electrons
    Shell 3 (2p): 4 electrons

    total charge: 0


    Calculation of the total energy:

    Shell Occupation effective Z effective n radius (u.a.) energy (u.a.)
    1s 2 7.690000 1.00 0.130039 -29.568050
    2s 2 4.550000 2.00 0.879121 -2.587812
    2p 4 4.550000 2.00 0.879121 -2.587812

    the same in Angstrom and ElectronVolts

    Shell Occupation effective Z effective n radius (A) energy (eV)
    1s 2 7.690000 1.00 0.068814 -804.250960
    2s 2 4.550000 2.00 0.465211 -70.388500
    2p 4 4.550000 2.00 0.465211 -70.388500

    TOTAL ENERGY (in 1/2 a.u.) : -149.32595

    TOTAL ENERGY (in eV): -2030.83292
    TOTAL ENERGY (in a.u.): -74.662975
    TOTAL ENERGY (in cm-1): -16381056.7
    TOTAL ENERGY (in kJ/mol): -195772.293

    ATOMIC RADIUS OF THE ATOM (in Angstrom): 0.46521077


    ionization energies :

    ETOTAL (eV) = -2030.83298
    Ionization No 1 with energy 14.161000 (eV) 0.520625 (u.a.)
    Ionization No 2 with energy 33.320000 (eV) 1.225000 (u.a.)
    Ionization No 3 with energy 54.978000 (eV) 2.021250 (u.a.)
    Ionization No 4 with energy 106.624000 (eV) 3.920000 (u.a.)
    Ionization No 5 with energy 78.302000 (eV) 2.878750 (u.a.)
    Ionization No 6 with energy 134.946000 (eV) 4.961250 (u.a.)
    Ionization No 7 with energy 738.101920 (eV) 27.136100 (u.a.)
    Ionization No 8 with energy 870.400000 (eV) 32.000000 (u.a.)

    recalculated total energy (sum of ionization energies, eV): -2030.83298


    all terminated
    Là, ça se tient, mais avec l'aluminium par exemple, madre de dios...
    la 1ere ionisation serait de 10,37 eV, en vrai c'est de l'ordre de 5,985 eV.
    L'electronique, c'est fantastique.

  15. #12
    philou21

    Re : énergie d'ionisation, atomistique

    Citation Envoyé par curieuxdenature Voir le message
    Ce n'est pas aussi simple que ça Philou21, on a beau avoir un modèle de l'atome il ne fonctionne vraiment bien que pour l'hydrogéne...
    Attention, là n'est pas la question, je répondais de manière générale à moco sans considération aucune sur la précision des valeurs calc par rapport aux valeurs exp.
    Pour ce qui est de l'adéquation des valeurs calc et obs, il existe des méthodes de calcul pour les atomes polyélectroniques bien plus performantes que le modèle de Slater.

  16. Publicité
  17. #13
    curieuxdenature

    Re : énergie d'ionisation, atomistique

    c'est clair, et horriblement compliqués avec des termes correctifs dans tous les coins, adoptés parce que l'expérience ne concorde pas avec les calculs.
    C'est ce que je voulais dire.
    L'electronique, c'est fantastique.

  18. #14
    philou21

    Re : énergie d'ionisation, atomistique

    horriblement compliqués,
    oui ...


    des termes correctifs dans tous les coins, adoptés parce que l'expérience ne concorde pas avec les calculs.
    non,

    généralement il s'agit de méthodes ab initio donc sans paramètres issus de l'expérience.

  19. #15
    curieuxdenature

    Re : énergie d'ionisation, atomistique

    ab initio, je suis d'accord, mais pourquoi ?
    Moi aussi je suis capable de simuler le fonctionnement d'un transistor à effet de champ sans faire le montage sur circuit réel, mais bon, ce n'est surement pas sans avoir auparavant collecté un certain nombre de paramètres que mon PC va traiter grâce à un programme mis au point par moi-même.
    Pour enter les données à programmer j'ai été obligé de comprendre comment ça marche d'abord.
    Entre Bohr et Pople on a tout de même tatoné sérieusement avant de pouvoir utiliser "Gaussian03" sans se casser la tête à aligner des calculs à n'en plus finir.
    Combien de chimistes sont-ils capables d'écrire sur papier la formule utilisée par leur logiciel Gaussian ?

    • 1922 : Aufbauprinzip de Bohr
    • 1926 : équation de Schrödinger
    • 1927 : approximation de Born-Oppenheimer
    • 1927 : étude exacte de H+2 par Burrau
    • 1927 : étude VB de H2 par Heitler et London
    • 1927 : étude OM de H2 par Condon
    • 1928 : équations de Hartree
    • 1929 : déterminant de Slater
    • 1930 : méthode Hartree-Fock (HF)
    • 1934 : théorie des perturbations de Møller-Plesset
    • 1950 : bases de gaussiennes par Boys
    • 1951 : formulation matricielle de Roothaan
    • 1954 : méthode HF pour couches ouvertes
    • 1958 : méthode Coupled Cluster
    • 1964 : DFT par Hohenberg et Kohn
    • 1970 : programme GAUSSIAN de Pople (prix Nobel 1998)

    Tu disais sans l'expérience ?
    L'electronique, c'est fantastique.

  20. #16
    philou21

    Re : énergie d'ionisation, atomistique

    Tu disais sans l'expérience ?
    désolé, je me suis mal exprimé, je voulais simplement dire que la théorie en question ne comportait pas de paramètres expérimentaux mais juste les constantes fondamentales.

    (contrairement aux méthodes semi-empiriques par exemple)

    Combien de chimistes sont-ils capables d'écrire sur papier la formule utilisée par leur logiciel Gaussian ?
    heu, je vois pas trop le rapport...

  21. #17
    curieuxdenature

    Re : énergie d'ionisation, atomistique

    Citation Envoyé par philou21 Voir le message
    désolé, je me suis mal exprimé, je voulais simplement dire que la théorie en question ne comportait pas de paramètres expérimentaux mais juste les constantes fondamentales.

    (contrairement aux méthodes semi-empiriques par exemple)

    heu, je vois pas trop le rapport...
    Salut

    c'était juste une petite remarque pour dire qu'avec ces logiciels on n'a plus besoin de connaitre la physique, il suffit d'acheter un gros ordi.

    Sinon oui, ab initio veut dire ça, mais, si tu es en mesure de donner la formule ça m'interresses grandement, pour ma culture perso. Et je ne dois pas être le seul.
    J'ai lu des tas de papiers sur le sujet mais au bout de 5 lignes de hiéroglyphes où il faut 15 mn à chaque signe pour l'expliquer, ça m'a un peu refroidit...
    Merci.
    L'electronique, c'est fantastique.

  22. #18
    philou21

    Re : énergie d'ionisation, atomistique

    Citation Envoyé par curieuxdenature Voir le message
    Salut

    c'était juste une petite remarque pour dire qu'avec ces logiciels on n'a plus besoin de connaitre la physique, il suffit d'acheter un gros ordi.
    oui, on peut acheter une Ferrari et ne pas savoir conduire...
    Mais je doute fortement que quelqu'un qui se lance dans ce type de calculs n'en connaisse pas les principes...

    Sinon oui, ab initio veut dire ça, mais, si tu es en mesure de donner la formule ça m'interresses grandement, pour ma culture perso. Et je ne dois pas être le seul.
    J'ai lu des tas de papiers sur le sujet mais au bout de 5 lignes de hiéroglyphes où il faut 15 mn à chaque signe pour l'expliquer, ça m'a un peu refroidit...
    Merci.
    La formule ? s'il ne devait y avoir qu'une formule ce serait

    Tu vois, rien de bien terrible ! seulement il faut sans doute quelques dizaines de milliers de lignes de code pour la résoudre correctement, cette équation.

  23. Publicité
  24. #19
    curieuxdenature

    Re : énergie d'ionisation, atomistique

    Salut

    donc le principe d'incertitude fonctionne là aussi.
    Moco a raison en disant qu'on ne peut pas.
    Moi j'ai eu raison de montrer comment on pouvait.
    Et toi tu as raison en affirmant qu'on peut.
    L'electronique, c'est fantastique.

  25. #20
    brtla

    Re : énergie d'ionisation, atomistique

    Bonjour

    moi j'aimerai juste connaître l'énergie pour arracher un électron de l'ion hydroxyde OH-
    est ce que quelqu'un connait la réponse ?

    merci d'avance

Sur le même thème :

Discussions similaires

  1. Energie de ionisation et énergie d'attachhement
    Par Ana_20 dans le forum Chimie
    Réponses: 1
    Dernier message: 10/10/2012, 18h51
  2. Atomistique-Energie d'ionisation
    Par elpiou dans le forum Chimie
    Réponses: 5
    Dernier message: 06/05/2012, 19h39
  3. Atomistique et niveau d'énergie
    Par manol26 dans le forum Physique
    Réponses: 2
    Dernier message: 24/11/2009, 15h29
  4. Atomistique: ionisation et longueur d'onde
    Par amelie30300 dans le forum Chimie
    Réponses: 2
    Dernier message: 26/10/2009, 22h54
  5. Atomistique : énergie d'ionisation
    Par chr57 dans le forum Chimie
    Réponses: 6
    Dernier message: 16/12/2007, 14h54