Question sur les atomes

[mach3]

Sinon, j'ai lu que l'atome est composé de 99% de vide, donc pourquoi les objets composés d'atomes nous paraissent "plein" ?

on ne peut pas sonder les échelles auxquelles les atomes nous révèleraient leur vide avec nos sens. La lumière visible a une longueur d'onde bien trop grande pour interagir sélectivement sur les noyaux et les électrons : soit elle est absorbée par l'atome comme un ensemble, soit elle passe au travers (une onde qui a une longueur d'onde plus grande que les obstacles qu'elle rencontre n'est pas perturbée). Nos doigts composés eux-même d'atomes ne peuvent pas non plus percevoir cela. La répulsion entre les nuages électroniques fait que la distance entre deux noyaux n'ait jamais inférieure à une certaine distance et que, par conséquent les atomes se comportent comme des sphères vis-à-vis les uns des autres.
Les solides étant un empilement compact d'atomes ou de molécules, ils ne peuvent pas s’interpénétrer et nous apparaissent donc "plein".

m@ch3
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[invite3ff507e8]

Salut,

La lumière visible a une longueur d'onde bien trop grande pour interagir sélectivement sur les noyaux et les électrons : soit elle est absorbée par l'atome comme un ensemble,

Il me semblait pourtant qu'un photon arrivait sur un électron, avant d'être réémis sous forme d'un autre photon ? Donc la lumière composée de photon interagirait seulement avec les électrons ?

[mach3]

Il me semblait pourtant qu'un photon arrivait sur un électron, avant d'être réémis sous forme d'un autre photon ? Donc la lumière composée de photon interagirait seulement avec les électrons ?

Dans le cas d'un objet incolore, l'onde électromagnétique fait osciller le nuage électronique des atomes et en retour ils émettent une onde secondaire électromagnétique qui interfère avec la première (c'est la cause de la réfraction), mais pas besoin de photons à ce stade là.
Dans le cas d'un objet coloré voire opaque, on a besoin de parler en terme de photon, des paquets d'énergies bien précises sont absorbés.
La lumière visible interagit généralement avec l'atome dans son ensemble, pas vraiment avec l'électron seulement.

m@ch3

[invite3ff507e8]

Bonsoir,

Autre question que je me posais, mais comment définie t'on la limite d'un atome vu que les électrons ont une fonction d'onde qui s'étend quasiment à l'infini ?

[mach3]

L'interaction entre deux atomes et généralement attractive à longue distance mais devient repulsive à courte distance. On peut considérer qu'à la limite entre les deux, les atomes "se touchent". C'est une façon de voir, il y en a d'autres, pas le temps de développer ce matin.

m@ch3

[curieuxdenature]

Bonsoir,

Autre question que je me posais, mais comment définie t'on la limite d'un atome vu que les électrons ont une fonction d'onde qui s'étend quasiment à l'infini ?

Bonjour

Pour un atome libre, on défini son étendue à 95% de ce que donne la fonction d'onde, ce qui est loin d'être l'infini.
Par exemple, pour l'orbitale 1s de l'hydrogène, on a une densité radiale de plus de 98% (98.62) dans un rayon de 4 fois le rayon de Bohr.
Pour R de 0 à 1 Bohr la densité tombe à 32% (32.33)
C'est donc assez abrupte comme limite, à R = 5 Bohr on considère que la limite est atteinte (99.72%).

[invite3ff507e8]

Merci

Sinon je n'arrive pas à interpréter cette image par exemple :



C'est les configurations orbitales de l'atome d'Hydrogène mais je vois pas comment il faut les comprendre.

Merci.

[mach3]

c'est la densité de probabilité de l'électron autour du noyau, vue évidemment en coupe. Plus c'est clair, plus la probabilité est haute. Selon l'état de l'atome d'hydrogène (1s, 2s, 2p, etc), cette densité à une forme différente.
Concrètement, ces cartes de densité permettent de connaitre la probabilité de trouver l'électron si on regarde à tel ou tel endroit. L'endroit en question étant un volume, on obtient la probabilité en intégrant la densité de probabilité sur le volume considéré.

m@ch3

[curieuxdenature]

Merci

Sinon je n'arrive pas à interpréter cette image par exemple :

C'est les configurations orbitales de l'atome d'Hydrogène mais je vois pas comment il faut les comprendre.

Merci.

Bonjour

Les nombres (à droite) correspondent au nombre quantique 'n'
Autrement dit,
- sur la couche '1' on n'a que l'orbitale 1s.
- Sur la couche '2' on a la 2s et la 2p où n'est représentée qu'une seule des trois orientations possibles (selon x, y, z).
- Sur la couche '3' on a 3s, 3p et 3d qui a cinq orientations différentes dans l'espace.

C'est une figure assez incomplète.

[invite3ff507e8]

Merci

A ce propos je me suis demandé pourquoi les atomes ne s'assemblent pas n'importe comment pour former les gaz et les solides. On ne peut pas prendre n'importe quel atome ou molécule et la faire fusionner avec n'importe quel autre atome ou molécule.

[mach3]

Modifier des liaisons, pour en obtenir d'autres doit d'une part dégager de l'énergie et non en consommer et d'autre part a forcément un cout initial en énergie (qui est remboursé à la fin, on parle d'énergie d'activation). On peut pour faire le parallèle avec une autre discussion en cours forcer une réaction dans le sens inverse (réaction inverse qui dans des conditions normales se solderait par une dette en énergie), en se plaçant dans d'autres conditions (par exemple en chauffant).
Faire des molécules avec des atomes libres, c'est assez facile, les atomes ne "demandent" que ça (sauf certains, comme les gaz rares), faire des molécules à partir d'autres molécules, c'est plus compliqué.
En plus de l'aspect énergétique, il y a aussi un problème d'affinité. Si par exemple on veut accrocher deux molécules ensembles, et que les deux bouts à accrocher présentent tous les deux un excès de charge positives, ce sera quasiment impossible. Certains sites moléculaires réclament des électrons (centres électrophiles) alors que d'autres ont un excès (centre nucléophiles). C'est souvent entre un centre nucléophile un centre électrophile que va se faire une réaction.

m@ch3

[invite3ff507e8]

Faire des molécules avec des atomes libres, c'est assez facile, les atomes ne "demandent" que ça (sauf certains, comme les gaz rares),
m@ch3

Salut,

Si on exclue les gaz rares, on ne peut pas faire fusionner toute les types d'atomes entre eux non plus. Y'a des combinaisons qui n'existent pas.

[mach3]

Y'a des combinaisons qui n'existent pas.

il faut se poser la question "pourquoi elles n'existent pas?". Bien souvent, certaines combinaisons ne pas isolées tout simplement parce qu'elles sont beaucoup trop réactive, soit sur elles-mêmes, soit avec des composés trop fréquents comme l'eau ou le dioxygène. Par exemple on ne trouve quasiment pas d'hydrures ou certains organométalliques dans la nature parce qu'ils réagissent à la moindre trace d'eau. Certaines molécules n'existent qu'à la température de l'azote liquide car elles réagissent sur elles-même à une température plus élevée, d'autres n'existent que dans le vide interstellaire parce dans ce milieu la rareté des rencontres (on parle de quelques atomes seulement par mètre cube) augmente leur durée de vie significativement.

m@ch3

[invite3ff507e8]

Merci de la réponse.

Donc par exemple, quand j'expire du CO2, il ne se combine pas a l'oxygène et l'azote car il n'est pas réactif ?

[invite8241b23e]

Donc par exemple, quand j'expire du CO2, il ne se combine pas a l'oxygène et l'azote car il n'est pas réactif ?

Oui.

[mach3]

Donc par exemple, quand j'expire du CO2, il ne se combine pas a l'oxygène et l'azote car il n'est pas réactif ?

a température ambiante, effectivement, le CO2 ne réagira pas avec le dioxygène. A très haute température en revanche, certains pensent qu'on pourrait former le tetroxyde de carbone, très instable (en gros dès qu'on refroidira il se décomposera).

le diazote et le dioxygène devrait pouvoir réagir ensemble, vu que beaucoup d'oxydes d'azote sont connus par ailleurs, mais à dans les conditions ambiantes d'une part tous ces oxydes sont moins stables que les mélanges O2/N2 correspondants et l'énergie d'activation à fournir pour briser la triple liaison de N2 est colossale. En revanche à l'occasion d'un éclair, ces oxydes d'azotes se forment.

m@ch3