Energie d'ionisation

invited4a7ff69 · 07/03/2009, 19h57

Bonsoir,
Voici un exercice que je n'arrive pas à résoudre:

2 éléments de la 3ème période de la classification, notés A1 et A2, possèdent les énergies d'ionisation successives suivantes en eV:
1ère ionis. 2e ionis. 3e ionis. 4e ionis. 5e ionis. 6 ionis.
A1 8.1 16.3 33.4 45.1 166.7 205.1
A2 10.5 19.7 30.1 51.1 65.0 220.4

Déduire des ces valeurs, le numéro atomique de ces 2 éléments, puis les identifier.

J'ai beau chercher, je ne vois pas comment faire... Est-ce avec l'approximation de Slater?

Merci d'avance pour votre aide!

invite0d3a3e69 · 08/03/2009, 11h00

oui à mon avis c'est avec l'énergie de Slater. Il faut chercher pour quel atome on a une énergie de première ionisation qui correspond à l'énergie associée à un atome externe selon Slater.
Maintenant cela me parait bizarre car Slater n'est qu'une approximation et on tombe rarement sur les résultats expérimentaux (avec Slater, on ne tient pas compte de la réorganisation des électrons lorsqu'un est arraché).
Mais à part Slater, je ne connais rien qui puisse servir ici.

inviteb836950d · 08/03/2009, 11h22

bonjour
c'est assez simple il suffit de noter l'augmentation significative de l'énergie d'ionisation. Cette augmentation est le signe d'un changement de couche.
Pour le premier élément l'augmentation est pour la 5ème ionisation : il y a donc 4 électrons sur la couche de valence : Si
Pour le deuxième élément c'est pour la 6ème : 5 électrons : P

invite0d3a3e69 · 08/03/2009, 12h43

d'accord pour le raisonnement!
mais pourquoi ça ne pourrait pas être le carbone et l'azote?

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inviteb836950d · 08/03/2009, 12h59

Envoyé par pyridine

d'accord pour le raisonnement!
mais pourquoi ça ne pourrait pas être le carbone et l'azote?

il est dit qu'il s'agit d'éléments de la troisième période.

invite0d3a3e69 · 08/03/2009, 13h09

Très bien alors!J'ai lu un peu vite. Mais si on ne sait pas? Y a t il moyen de conclure quand même?

inviteb836950d · 08/03/2009, 13h15

Envoyé par pyridine

Très bien alors!J'ai lu un peu vite. Mais si on ne sait pas? Y a t il moyen de conclure quand même?

A part faire un calcul de type Slater et de voir quelles séries collent le mieux, je ne vois pas...

invite0d3a3e69 · 08/03/2009, 13h39

ok. merci!

inviteb836950d · 08/03/2009, 14h00

Envoyé par pyridine

...(avec Slater, on ne tient pas compte de la réorganisation des électrons lorsqu'un est arraché)...

Au passage, il suffit de calculer l'énergie totale de Xⁿ⁺ et de X⁽ⁿ⁺¹⁾⁺ et de faire la différence. Tu tiens ainsi compte de la réorganisation.

invited4a7ff69 · 08/03/2009, 14h50

Envoyé par philou21

bonjour
c'est assez simple il suffit de noter l'augmentation significative de l'énergie d'ionisation. Cette augmentation est le signe d'un changement de couche.
Pour le premier élément l'augmentation est pour la 5ème ionisation : il y a donc 4 électrons sur la couche de valence : Si
Pour le deuxième élément c'est pour la 6ème : 5 électrons : P

Effectivement je m'acharnais avec Slater et je ne trouvais pas la même chose...
En quoi on peut dire que la 5ème ionisation correspond à 4 electrons?

invite0d3a3e69 · 08/03/2009, 15h09

philou21 : ça me semble étrange... les approximations et hypothèses du modèle de Slater font qu'on ne tient pas compte de la réorganisation...
lisa333: il y a 4 faibles énergie d'ionisation puis plusieurs plus importantes. Cela signifie qu'il y 4 électrons relativement faciles à arracher, ce sont les électrons de valence.

inviteb836950d · 08/03/2009, 15h41

Envoyé par pyridine

philou21 : ça me semble étrange... les approximations et hypothèses du modèle de Slater font qu'on ne tient pas compte de la réorganisation...

Non dans Slater on ne tient pas compte de ce qu'on appelle la corrélation électronique (pas plus dans Hartree-Fock d'ailleurs).
En fait qu'appelles-tu la réorganisation électronique ?
Si c'est le fait que les électrons n'ont pas la même énergie après l'ionisation alors si, on en tient compte. Puisque tu calcules de façon effective l'énergie de l'état initial et l'énergie de l'état final avec donc deux configurations différentes.

invited4a7ff69 · 08/03/2009, 16h00

Merci beaucoup à vous deux pour votre aide!...

invite0d3a3e69 · 08/03/2009, 16h27

Je ne suis pas assez calée à ce sujet pour pouvoir discuter...quant à Hartree Fock j'ai eu trois heures de cours dans ma vie là dessus...
Je parlais effectivement bien de la réorganisation après ionisation. Il me semblait que Slater était un modèle statique qui ne la prenait pas en compte.
D'après ce modèle l'énergie à fournir pour arracher un électron externe à C ou à N⁺ est la même. Et pourtant, en pratique non car il y a une réorganisation des électrons autour du noyau chargé +.
Enfin, c'est ce qui me semblait...

invited4a7ff69 · 08/03/2009, 16h27

Cependant j'ai encore un petit souci

Les valeurs des niveaux d’énergie occupés par quelques atomes dans leur états fondamental (unité 1H= 2E_0) sont résumées ci-dessus.
N1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 n9 n10
Z1 -15.7 -0.97 -0.47
Z2 -220 -26.2 -3.28 -0.22 -22.1 -2.1 -0.37
Z3 -873 -128 -24.6 -3.93 -0.25 -118 -20.7 -2.64 -13.7 -0.66

Dans chaque cas, réordonner et identifier les chiffres proposés.
Situer chaque élément dans la classification périodique, et évaluer son énergie de première ionisation.

Réordonner cela donne ça:
Z1 -0.47 -0.97 -15.7
Z2 -0.22 -0.37 -2.1 -3.28 -22.1 -26.2 -220
Z3 -0.25 -0.66 -2.64 -3.93 -13.7 -20.7 -24.6 -118 -128 -873
Puisque dans Z1 par ex 0.47 est plus éloigné du noyau et -15.7 plus proche.
Par contre identifier les chiffres je ne comprends pas ce qu'on veut dire par là.
Pour situer les éléments comment fait-on puisque ce n'est pas comme plus haut dans le post puisque ce ne sont pas les énergies d'ionisation.Et je ne vois pas une formule qui permettrait de classer...

Encore merci...

inviteb836950d · 08/03/2009, 16h42

Envoyé par pyridine

...D'après ce modèle l'énergie à fournir pour arracher un électron externe à C ou à N⁺ est la même...

Non, non pas du tout. Fais le calcul pour t'en persuader...
La charge nucléaire est différente dans les deux cas.

invite0d3a3e69 · 08/03/2009, 17h01

philou21 : Oui oui c'est vrai, c'est stupide ce que j'ai dit. En fait je cherche ce qui me dérange dans ton raisonnement. On m'a toujours appris que Slater ne prenait pas en compte la réorganisation des électrons après ionisation... Je cherche encore pourquoi...

lisa333 : l'énergie d'ionisation c'est l'énergie qu'il faut fournir pour envoyer à l'infini un électron de l'atome. Par convention, le niveau d'énergie d'un électron à l'infini est nulle. Autrement dit, l'énergie de première ionisation de Z1 est 0.47

invited4a7ff69 · 08/03/2009, 17h33

OK merci, je suis d'accord avec ça (hormis que dans Z1 l'energie d'ionistion est égal à -0.47 (j'ai oublié le - dsl!)).
Par contre je ne vois pas comment situer les éléments?

inviteb836950d · 08/03/2009, 17h41

Envoyé par lisa333

OK merci, je suis d'accord avec ça (hormis que dans Z1 l'energie d'ionistion est égal à -0.47 (j'ai oublié le - dsl!)).
Par contre je ne vois pas comment situer les éléments?

C'est quoi les Z1, Z2 ... de ton exo, j'y comprends rien ...

invited4a7ff69 · 08/03/2009, 17h51

En fait c'est un tableau avec 10 colonnes pour les n et 3 lignes pour les Z. J'ai mis en couleur différentes chaque colonne. Je suis désolée mais j'arrive pas mieux à faire ce tableau. En ce qui concerne l'énoncé je l'ai copié tel quel.
Le deuxième tableau c'est ma réponse pour "réordonner les chiffres proposés".
Merci pour votre attention...

inviteb836950d · 08/03/2009, 18h00

c'est quoi ça : (unité 1H= 2E_0)

invited4a7ff69 · 08/03/2009, 18h08

Envoyé par philou21

c'est quoi ça : (unité 1H= 2E_0)

Je ne sais pas, enfin... en réalité il y a écrit: 1H = 2E₀

Energie d'ionisation - Elément atomique