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Energie d'ionisation - Elément atomique



  1. #1
    lisa333

    Exclamation Energie d'ionisation - Elément atomique


    ------

    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!

    -----

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  3. #2
    pyridine

    Re : Energie d'ionisation - Elément atomique

    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.

  4. #3
    philou21

    Re : Energie d'ionisation - Elément atomique

    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

  5. #4
    pyridine

    Re : Energie d'ionisation - Elément atomique

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

  6. #5
    philou21

    Re : Energie d'ionisation - Elément atomique

    Citation Envoyé par pyridine Voir le message
    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.

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

    Re : Energie d'ionisation - Elément atomique

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

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  10. #7
    philou21

    Re : Energie d'ionisation - Elément atomique

    Citation Envoyé par pyridine Voir le message
    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...

  11. #8
    pyridine

    Re : Energie d'ionisation - Elément atomique

    ok. merci!

  12. #9
    philou21

    Re : Energie d'ionisation - Elément atomique

    Citation Envoyé par pyridine Voir le message
    ...(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.

  13. #10
    lisa333

    Re : Energie d'ionisation - Elément atomique

    Citation Envoyé par philou21 Voir le message
    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?

  14. #11
    pyridine

    Re : Energie d'ionisation - Elément atomique

    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.

  15. #12
    philou21

    Re : Energie d'ionisation - Elément atomique

    Citation Envoyé par pyridine Voir le message
    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.

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  17. #13
    lisa333

    Re : Energie d'ionisation - Elément atomique

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

  18. #14
    pyridine

    Re : Energie d'ionisation - Elément atomique

    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...

  19. #15
    lisa333

    Re : Energie d'ionisation - Elément atomique

    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...

  20. #16
    philou21

    Re : Energie d'ionisation - Elément atomique

    Citation Envoyé par pyridine Voir le message
    ...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.

  21. #17
    pyridine

    Re : Energie d'ionisation - Elément atomique

    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

  22. #18
    lisa333

    Re : Energie d'ionisation - Elément atomique

    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?

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  24. #19
    philou21

    Re : Energie d'ionisation - Elément atomique

    Citation Envoyé par lisa333 Voir le message
    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 ...

  25. #20
    lisa333

    Re : Energie d'ionisation - Elément atomique

    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...

  26. #21
    philou21

    Re : Energie d'ionisation - Elément atomique

    c'est quoi ça : (unité 1H= 2E_0)

  27. #22
    lisa333

    Re : Energie d'ionisation - Elément atomique

    Citation Envoyé par philou21 Voir le message
    c'est quoi ça : (unité 1H= 2E_0)
    Je ne sais pas, enfin... en réalité il y a écrit: 1H = 2E0

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