Plusieurs questions sur les atomes....

[Matlabo]

Bonjour ;

J'ai quelques questions comme l'indique le titre sur:

1)Pourquoi est ce que les atomes cherchent à devenir des ions ?

2)Pourquoi les atomes "veulent ressembler " aux gaz rares ?

3)Pourquoi les électrons s'arrangent en pairs ?

4)J'aimerai que vous m'expliquez tous ce qui est à expliquer sur les couches électroniques et surtout sur les sous couches ?

5)D’où vient le principe de Pauli ?

6)Quel est le mouvement des électrons autour du noyaux ?

7)Le Carbone possède-t-il un ion et si non pourquoi ?


8)Et bien-sur pourquoi est ce que tous les atomes cherchent à avoir leurs dernière couche complète ?


Merci
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[Sethy]

1)Pourquoi est ce que les atomes cherchent à devenir des ions ?

En fait, un atome seul à température ambiante ne va pas devenir un ion.

Par contre, si on met 2 atomes d'éléments différentsen présence, il se peut que l'un des deux parvienne à "voler" un (ou plusieurs) électrons à l'autre.

Pourquoi ? On explique ce phénomène par la création d'un système plus stable (et donc la libération d'énergie).

Ex :

Mg + S > Mg++ + S-- + chaleur

2)Pourquoi les atomes "veulent ressembler " aux gaz rares ?
8)Et bien-sur pourquoi est ce que tous les atomes cherchent à avoir leurs dernière couche complète ?

Pourquoi ? On n'en sait rien, mais on l'observe.

A nouveau, on l'explique par un modèle (simplifié) qui est lié à la résolution d'une équation qu'on appelle l'équation de Schrödinger.

Cette vidéo montre quelque d'approchant. Il s'agit d'une corde qu'on soumet à des vibrations de plus en plus rapides.

A certains moments, la corde entre en résonance, il se forme alors des ventres et des noeuds. Au plus les vibrations sont rapides, au plus il y a de noeuds et des ventres. D'une certaines manière, quand il n'y a qu'un seul ventre, c'est un peu comme l'atome d'Hélium ou les 2 électrons sont autour du noyau dans une orbitale sphérique. Mais quand l'énergie augmente, outre les 2 premiers électrons qui sont sur la première couche, à chaque fois, on va pouvoir rajouter 2 électrons de plus.

Vidéo : https://www.youtube.com/watch?v=LG7eKsWB4DI

3)Pourquoi les électrons s'arrangent en pairs ?
5)D’où vient le principe de Pauli ?

Pourquoi ? On n'en sait rien, mais on l'observe.

La aussi, on l'explique par une principe qui veut que 2 fermions (les électrons appartiennent à cette famille de particules) ne peuvent se trouver dans le même état. Or il y a une propriété appelée le spin et l'électron peut soit être de spin parallèle ou anti-parallèle.

Donc, 2 électrons peuvent cohabiter s'ils sont de spins différents.

4)J'aimerai que vous m'expliquez tous ce qui est à expliquer sur les couches électroniques et surtout sur les sous couches ?

La aussi, il faut aller voir des vidéos sur la résolution de l'équation de Schrödinger.

6)Quel est le mouvement des électrons autour du noyaux ?

L'électron ne peut pas "tourner" autour du noyau, ça on le sait car sinon le système formerait une sorte de petite dynamo et perdrait de l'énergie. L'électron "ralentirait" et finirait par s'écraser sur le noyau.

On considère en général que l'électron lorsqu'il est autour du noyau se comporte comme une onde. C'est pour ça que j'ai proposé une vidéo sur la corde vibrante.

7)Le Carbone possède-t-il un ion et si non pourquoi ?

Oui. A haute température, il s'ionise comme tous les éléments.

[Matlabo]

Bonjour, Et désolé d'avoir taaaaaaaaaaaaaarder à répondre.........

En fait, un atome seul à température ambiante ne va pas devenir un ion.

Par contre, si on met 2 atomes d'éléments différentsen présence, il se peut que l'un des deux parvienne à "voler" un (ou plusieurs) électrons à l'autre.

Pourquoi ? On explique ce phénomène par la création d'un système plus stable (et donc la libération d'énergie).

Ex :

Mg + S > Mg++ + S-- + chaleur

D'accord, mais je ne comprends pas ce qu'est la création d'un systeme plus stable (et donc la libération d'énergie) ? Et pourquoi y'a une libération d'énergie ?

2)Pourquoi les atomes "veulent ressembler " aux gaz rares ?

8)Et bien-sur pourquoi est ce que tous les atomes cherchent à avoir leurs dernière couche complète ?

Pourquoi ? On n'en sait rien, mais on l'observe.

A nouveau, on l'explique par un modèle (simplifié) qui est lié à la résolution d'une équation qu'on appelle l'équation de Schrödinger.

Trés bien... mais c'est quoi ce " modèle simplifié " et est-il juste ? ( je veux dire est ce qu'il a été prouvé expérimentalement ?) et j'ai fait quelque recherches sur l'équation de Schrödinger mais j'ai pas trés bien compris ?

Et ces deux questions c'est à peu prés la même chose Non?

2)Pourquoi les atomes "veulent ressembler " aux gaz rares ?

8)Et bien-sur pourquoi est ce que tous les atomes cherchent à avoir leurs dernière couche complète ?


Cette vidéo montre quelque d'approchant. Il s'agit d'une corde qu'on soumet à des vibrations de plus en plus rapides.

A certains moments, la corde entre en résonance, il se forme alors des ventres et des noeuds. Au plus les vibrations sont rapides, au plus il y a de noeuds et des ventres. D'une certaines manière, quand il n'y a qu'un seul ventre, c'est un peu comme l'atome d'Hélium ou les 2 électrons sont autour du noyau dans une orbitale sphérique.

"" Mais quand l'énergie augmente, outre les 2 premiers électrons qui sont sur la première couche, à chaque fois, on va pouvoir rajouter 2 électrons de plus.""

Vidéo : https://www.youtube.com/watch?v=LG7eKsWB4DI

Cette explication c'est bien la réponse à la 8 ?
Je dois avouer que j'ai pas trés bien saisi la relation entre la corde et la question.................... "" Mais quand l'énergie augmente, outre les 2 premiers électrons qui sont sur la première couche, à chaque fois, on va pouvoir rajouter 2 électrons de plus."" ?

3)Pourquoi les électrons s'arrangent en pairs ?
5)D’où vient le principe de Pauli ?

Pourquoi ? On n'en sait rien, mais on l'observe.

La aussi, on l'explique par une principe qui veut que 2 fermions (les électrons appartiennent à cette famille de particules) ne peuvent se trouver dans le même état. Or il y a une propriété appelée le spin et l'électron peut soit être de spin parallèle ou anti-parallèle.

Donc, 2 électrons peuvent cohabiter s'ils sont de spins différents.

C'est bien la réponse à la 5 et ...... pour la 3 ?
On sait pas pourquoi les électrons s'arrangent en pair ?

Ce principe a t-il un nom?

eee.. d'accord donc 2 électrons peuvent cohabiter s'ils sont de spins différents et seulement 2 il peut pas s y'avoir un nombre supérieur d'électrons ?

Et pourquoi s'ils sont de spin différents ils peuvent cohabiter ?

Mais pour qu'ils s'arrangent en pairs faut bien qu'il y'est une interaction entre ces 2 électrons ?

4)J'aimerai que vous m'expliquez tous ce qui est à expliquer sur les couches électroniques et surtout sur les sous couches ?

La aussi, il faut aller voir des vidéos sur la résolution de l'équation de Schrödinger.

Oui, mais c'est qu'on a pas fait ce qu'est les sous-couches, donc j'aimerai bien savoir ce que c'est ?? Et quand est ce que les éléments ont des électrons sur ces couches car on a fait la structure électronique de certain éléments mais on a pas utilisé les sous couches ?? Et comme on les représente ?

Une autre question, dans quelques livres ou sur internet ou sur le Tableau Périodique J'ai trouvé ceci: 1s 1s² p 2p ............ sa correspond à quoi ? Au niveau d'énergie mais c'est quoi exactement ce niveau d'énergie ?

L'électron ne peut pas "tourner" autour du noyau, ça on le sait car sinon le système formerait une sorte de petite dynamo et perdrait de l'énergie. L'électron "ralentirait" et finirait par s'écraser sur le noyau.

On considère en général que l'électron lorsqu'il est autour du noyau se comporte comme une onde. C'est pour ça que j'ai proposé une vidéo sur la corde vibrante.

<< car sinon le système formerait une sorte de petite dynamo et perdrait de l'énergie >> Je connais le fonctionnement d'une dynamo, mais je ne comprends pas trés bien ? et quoi et pourquoi sa perdrait de l'énergie ?

<<On considère en général que l'électron lorsqu'il est autour du noyau se comporte comme une onde. C'est pour ça que j'ai proposé une vidéo sur la corde vibrante>>

Donc les électrons ont un mouvement ondulatoire donc sa monte puis sa descend ? Et est ce que c'est l'interaction entre électrons et noyeau qui crée cette trajectoire?

Oui. A haute température, il s'ionise comme tous les éléments.

Pourquoi est ce que le Carbone a besoin d'une haute température pour s'ioniser ? si c'est parce qu'il est très électronégatif donc pour ioniser le fluor et l'oxygene c'est plus difficile ?


Merci, pour toutes vos réponses !

P.S: Une autre chose pourquoi quand on met du NaCl dans de l'eau par exemple sa s'ionise? C'est parce qu'ils sont plus "libres" ??



Ah, oui encore une chose tous ce qu'on a étudié sur les atomes par ex: les couches électroniques, la répartitions des électrons, les électrons en eux-mêmes, le noyeau la forme de l'atome..................

Est ce que sa a été prouvé expérimentalement ou ce n'est que de la théorie ???

[inviteff6b9d53]

Bonjour,

toute la théorie atomique (quantique) a été étudiée et prouvée expérimentalement. Elle a donné lieu à quelques prix Nobel au début du XXe siècle (Einstein, Pauling, Schrödinger...) et l'observation de certaines phénomènes physiques à la portée de tous relève de cette théorie.
Par exemple, si on décompose la lumière émise par le soleil grâce à un prisme très performant, on obtient un arc-en-ciel dont certaines couleurs sont manquantes. Ces couleurs manquantes sont dues à l'absorption de certaines longueurs d'ondes par des molécules et atomes présents dans l'atmosphère. Ce phénomène est purement quantique et peut être à la fois prédit théoriquement et vérifié expérimentalement.

Je met le spectre lumineux du soleil en pièce jointe pour que tu puisses te rendre compte de la chose.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Sethy]

D'accord, mais je ne comprends pas ce qu'est la création d'un systeme plus stable (et donc la libération d'énergie) ? Et pourquoi y'a une libération d'énergie ?

Tu as certainement déjà étudié la conservation de l'énergie et la transformation de l'énergie potentielle en énergie cinétique.

Ici, c'est la même chose. Si tu laches une pierre en haut d'une montage, la situation finale (la pierre en bas de la montage) est plus stable - mais - si tu t'es pris la pierre sur la tête, tu comprends bien que le système a libéré de l'énergie.

D'ailleurs pour remonter la pierre au dessus de la montage, il faut refournir cette énergie.

Trés bien... mais c'est quoi ce " modèle simplifié " et est-il juste ? ( je veux dire est ce qu'il a été prouvé expérimentalement ?) et j'ai fait quelque recherches sur l'équation de Schrödinger mais j'ai pas trés bien compris ?

Et ces deux questions c'est à peu prés la même chose Non?

C'est une approximation. Même le modèle plus complet qu'on a aujourd'hui (équation de Dirac) est basé sur des approximations.

Le noyau est vu comme un point portant une charge ponctuelle, alors que même le noyau n'est pas ponctuel mais à une certaine taille (en plus lui aussi est constitué de plus éléments et surtout soumis au monde quantique).

De plus ce noyau est supposé fixe, alors qu'en fait même si l'électron est 2000x plus léger et qu'on considère l'atome immobile dans son ensemble, le noyau bouge un peu.

Je me doute bien que tu n'as pas compris l'équation de Schrodinger, il te manque des maths. Tu en verras une partie en 1ère (la dérivée), une partie en terminale (l'intégration) et le reste en 1ère, 2ème et 3ème années d'étude supérieure.

Je dois avouer que j'ai pas trés bien saisi la relation entre la corde et la question.................... "" Mais quand l'énergie augmente, outre les 2 premiers électrons qui sont sur la première couche, à chaque fois, on va pouvoir rajouter 2 électrons de plus."" ?

Ce n'est pas simple. Mais regarde la forme des différentes orbitales

ici : https://en.wikipedia.org/wiki/Atomic...Orbitals_table

Ne vois-tu pas une analogie avec la corde vibrante ? Au fur et à mesure qu'on ajoute des électrons, ceux-ci occupes des orbitales qui présentent de plus en plus de noeud et de ventres.

C'est bien la réponse à la 5 et ...... pour la 3 ?
On sait pas pourquoi les électrons s'arrangent en pair ?

Ce principe a t-il un nom?

eee.. d'accord donc 2 électrons peuvent cohabiter s'ils sont de spins différents et seulement 2 il peut pas s y'avoir un nombre supérieur d'électrons ?

Et pourquoi s'ils sont de spin différents ils peuvent cohabiter ?

Mais pour qu'ils s'arrangent en pairs faut bien qu'il y'est une interaction entre ces 2 électrons ?

C'est le principe d'exclusion de Pauli.

Seulement 2 oui, car comme le spin de l'électron ne peut prendre que 2 valeurs (disons Haut et Bas) si tu mettais 3 électrons dans une couche, il y en aurait forcément 2 qui auraient le même spin, et c'est "interdit" par le principe de Pauli.

Oui, bien sûr, ces électrons intéragissent. Mais prenons le cas de l'Hélium. Dans le noyau, 2 protons chargé +1. Deux électrons sont donc facilement attiré par ce noyau mais ils doivent bien se partager l'attraction, mais effectivement, ils se repoussent l'un l'autre.

Oui, mais c'est qu'on a pas fait ce qu'est les sous-couches, donc j'aimerai bien savoir ce que c'est ?? Et quand est ce que les éléments ont des électrons sur ces couches car on a fait la structure électronique de certain éléments mais on a pas utilisé les sous couches ?? Et comme on les représente ?

Une autre question, dans quelques livres ou sur internet ou sur le Tableau Périodique J'ai trouvé ceci: 1s 1s² p 2p ............ sa correspond à quoi ? Au niveau d'énergie mais c'est quoi exactement ce niveau d'énergie ?

Imagine que les électrons sont des habitants d'un building sans ascenseur. Imaginons d'abord un building qui n'ait qu'un appartement par étage.

Imaginons qu'on considère le spin comme le sexe. Le premier "couple" arrivé va "évidemment" prendre l'appartement du premier étage (sans ascenseur). Ensuite, le 2ème couple va prendre l'appartement du 2ème, etc.

Ca, ce sont les couches : le 1 dans 1s2, le 2 dans 2p6.

Ensuite, le building est construit bizarrement. En effet, il y a plus d'appartement aux étages supérieur, comme ici : https://upload.wikimedia.org/wikiped...Building-5.jpg

Si au premier niveau on peut mettre 2 habitants, au deuxième niveau, on peut en mettre 8.

Oui, mais il y a un problème. On a vu qu'on ne pouvait avoir au maximum que 2 électrons (de spin contraire) dans la même situation.

C'est pour ça qu'il faut forcément qu'il y a 4 sous-couches puisqu'il faut mettre 8 électrons.

Alors, elles sont bizarres. La première est sphérique, alors on ne s'est pas posé de question, on l'a appelé s.

L'Hydrogène, 1 électron dans la couche 1 (qui est sphérique aussi) donc ça donne : 1 (couche) s (sphérique) 1 (électron) : 1s¹
L'Hélium, 2 électrons dans la couche 1 : 1s²

Le Lithium, on doit aller plus haut car l'appartement du premier en rempli :

Le Lithium, 3 électrons dont 2 dans la couche 1 et 1 dans la couche 2 : 1s² 2s¹

Les 3 autres sous-couches ont des formes plus bizarres (comme ici, ici : https://en.wikipedia.org/wiki/Atomic...Orbitals_table, si tu regardes la ligne n=2, tu verras les 4 sous-couches).

<< car sinon le système formerait une sorte de petite dynamo et perdrait de l'énergie >> Je connais le fonctionnement d'une dynamo, mais je ne comprends pas trés bien ? et quoi et pourquoi sa perdrait de l'énergie ?

Quand tu pédales, est-ce que tu te fatigues ? L'atome devrait aussi se fatiguer et s'arrêter de pédaler.

Donc les électrons ont un mouvement ondulatoire donc sa monte puis sa descend ? Et est ce que c'est l'interaction entre électrons et noyeau qui crée cette trajectoire?

C'est une grande question. Car justement, l'électron n'est ni une particule, ni un onde mais une sorte de mélange des deux.

Je t'invite à regarder cette vidéo : https://www.youtube.com/watch?v=1YhUvCnQPVg

La suite au prochain numéro (peut -être).

[invite3cc3c03c]

Ce qui est intéressant c'est de savoir pourquoi en fonction du changement d'orbite d'un électron, la lumière émise est rouge, verte, ou bleue.
Ce qui met vraiment en ébullition le cerveau d'un scientifique c'est pourquoi la cinétique engagée d'un tel changement d'orbite est la raison qui fait que la lumière soit rouge, verte, ou bleue... mais ce qui l'achève, c'est ce savoir ce qu'est un neutrino.
Si on lui donne la réponse, le scientifique est parfois capable de s'auto-mutiler en l'abscence de raisonnement cohérent à l'explication du modèle standard de la physique.

[Sethy]

Ce qui est intéressant c'est de savoir pourquoi en fonction du changement d'orbite d'un électron, la lumière émise est rouge, verte, ou bleue.
Ce qui met vraiment en ébullition le cerveau d'un scientifique c'est pourquoi la cinétique engagée d'un tel changement d'orbite est la raison qui fait que la lumière soit rouge, verte, ou bleue... mais ce qui l'achève, c'est ce savoir ce qu'est un neutrino.
Si on lui donne la réponse, le scientifique est parfois capable de s'auto-mutiler en l'abscence de raisonnement cohérent à l'explication du modèle standard de la physique.

Heu, je suis désolé mais je n'ai rien compris.

Parler d'orbite à propos d'un électron n'a pas beaucoup de sens en raison du principe d'incertitude d'Heisenberg.

De plus, si les neutrinos sont bien des particules, elles n'apparaissent que dans les réactions qui touchent le noyau, donc des réactions nucléaires et jamais au cours de réactions chimiques.