Energie des électrons

[invite31840caf]

Bien le bonjour,
Concernant la stabilité des éléctrons, on dit que moins un éléctron possède d'énergie, plus il est stable..bon, ok mais quelle est la nature de cette énergie? Cinétique je suppose? Je vais reformuler la question: Ok, il y a différents niveaux d'énergie autour du noyau et pour passer de l'un à l'autre l'éléctron doit gagner ou perdre de l'énergie... s'agit il d'énergie cinétique?
Autre chose, est il vrai que les éléctrons périphériques sont peu liés au noyau par rapport à des éléctrons des couches K et L par exemple. Ceci est dû à l'interaction éléctrique je suppose. C'est donc une énergie de liaison différent de l'énergie cinétique représenté par les niveaux quantiques c'est bien ça? Voilà c'est pour une confirmation de votre part. Je me mélange souvent les pinceaux.. Je vous remercie, à l'avance, pour vos commentaires.
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[inviteb836950d]

... Ok, il y a différents niveaux d'énergie autour du noyau et pour passer de l'un à l'autre l'éléctron doit gagner ou perdre de l'énergie... s'agit il d'énergie cinétique?

Bosoir
il s'agit de l'énergie totale qui est la somme de l'énergie cinétique et de l'énergie potentielle
E=E_c+E_p

Autre chose, est il vrai que les éléctrons périphériques sont peu liés au noyau par rapport à des éléctrons des couches K et L par exemple. Ceci est dû à l'interaction éléctrique je suppose. C'est donc une énergie de liaison différent de l'énergie cinétique représenté par les niveaux quantiques c'est bien ça? Voilà c'est pour une confirmation de votre part. Je me mélange souvent les pinceaux.. Je vous remercie, à l'avance, pour vos commentaires.

je ne comprend pas trop la question
C'est toujours l'énergie totale qui est représentée

[invite1c3dc18e]

c'est une question de chimie ça

Non l'électron gagne en énergie potentielle pas cinétique.

++

[inviteb836950d]

c'est une question de chimie ça

Non l'électron gagne en énergie potentielle pas cinétique.

++

quand l'énergie potentielle augmente pour l'électron, son énergie cinétique diminue

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite1c3dc18e]

quand l'énergie potentielle augmente pour l'électron, son énergie cinétique diminue

hum j'ai un doute que ce soit la seule possibilité...(transformation d'énergie cinétique en E potentielle et inversément) il faut tenir compte des transferts radiatifs non?

cordialement.

[inviteb836950d]

Je parlais de l'énergie d'un électron dans un atome : quand il s'éloigne du noyau en passant sur une couche supérieure, son énergie potentielle croit mais son énergie cinétique diminue.
cordialement


edit : je n'ai pas dit que son énergie potentielle était transformée en cinétique et vis-versa.
le gain en énergie potentielle est plus importante que la perte en énergie cinétique. La balance est faite
effectivement par un photon (en général )

[invite31840caf]

Merci d'avoir répondu si vite, d'accord donc c'est l'énergie totale interne et c'est une variation d'énergie potentielle d'accord, je vois. Par contre j'ai du mal à définir l'énergie potentielle dans ce cas. Ca ne peut pas être la masse qui varie.. A quoi correspond le gain et la perte d'énergie potentielle au niveau de l'éléctron? Juste l'énergie qu'il " transporte "?
Je suis désolé si la deuxième question était pas clair mais je voulais savoir si effectivement les éléctrons externes était moins liés que les éléctrons internes. Je proposais comme réponse: la distance, donc diminution de l'interaction éléctrique. Si c'est le cas alors ça expliquerait peut être pourquoi l'énergie cinétique diminue car à ayant moins besoin de lutter contre l'interaction éléctrique.. J'essayais de savoir pourquoi l'effet compton concerne que les éléctrons périphériques en fait.. peut être ferai-je mieux de poser une nouvelle question là dessus.
Encore merci Anacarsis et philou..

[hterrolle]

bonsoir,

l'energie potentiel de l'electron est represener comme pour la gravitation. Plus l'electron est eloigne du noyau (il doit rester lier a l'atome) plus sur energie potentiel augmente. Et pour cela il faut que sont energie cinétique diminue. Il devrait donc aller moins vite.

M'enfin cela c'est ce qui est generalement consenti !

[inviteb836950d]

Merci d'avoir répondu si vite, d'accord donc c'est l'énergie totale interne et c'est une variation d'énergie potentielle d'accord, je vois.

Heu, non... c'est une variation d'énergie totale :
prenons le modèle de Bohr pour faire simple, pour l'hydrogène l'énergie cinétique est égale à Ec=e²/2r et l'énergie potentielle Ep=-e²/r
soit une énergie totale de E=e²/2r-e²/r=-e²/r

ceci montre bien que l'énergie totale augmente quant l'électron s'éloigne du noyau : il faut donc bien lui fournir de l'énergie sous forme d'un photon.

Par contre j'ai du mal à définir l'énergie potentielle dans ce cas. Ca ne peut pas être la masse qui varie.. A quoi correspond le gain et la perte d'énergie potentielle au niveau de l'éléctron? Juste l'énergie qu'il " transporte "?

L'énergie potentielle est simplement l'énergie d'interaction électrostatique : Ep=-e²/r pour l'Hydrogène.
(pour un autre atome ça sera plus compliqué : énergie potentielle d'attraction e-noyau
+ énergie potentielle de répulsion é-é)

Je suis désolé si la deuxième question était pas clair mais je voulais savoir si effectivement les éléctrons externes était moins liés que les éléctrons internes. Je proposais comme réponse: la distance, donc diminution de l'interaction éléctrique. Si c'est le cas alors ça expliquerait peut être pourquoi l'énergie cinétique diminue car à ayant moins besoin de lutter contre l'interaction éléctrique.. J'essayais de savoir pourquoi l'effet compton concerne que les éléctrons périphériques en fait.. peut être ferai-je mieux de poser une nouvelle question là dessus.
Encore merci Anacarsis et philou..

restons en méca classique...
La force qui s'exerce sur l'électron à un module de f=e²/r²
elle est dirigée vers le noyau donc plus il est près de celui-ci plus il est lié. Les électrons périphériques sont donc les moins liés.

Pour les atomes polyélectroniques, l'hypothèse monoélectronique en faisant intervenir la notion d'écrantage de la charge nucléaire Z par les autres électrons (remplacement de Z par Z*=Z-s) conduira aux mêmes conclusions.
Il suffira de remplacer la charge nucléaire e par Z*e.
Dans ce cas (polyélectronique) l'écrantage devient très important pour le calcul de l'énergie (et de la force d'attraction qui s'exerce sur l'électron) :
les électrons internes sont mal écrantés d'ou une charge effective nucléaire
importante et une force d'attraction élevée. Les électron périphériques sont bien écrantés d'ou une force faible les électrons sont peu lié.

Cordialement

[invite31840caf]

D'accord, alors si je résume pour m'aider à bien comprendre: les éléctrons de couches différentes ont des différences d'énergie totale(Ec+Ep). En montant de niveau d'énergie, l'énergie potentielle augmente plus que l'énergie cinétique diminue, du coup l'énergie totale augmente. Par contre, je saisi pas encore pourquoi l'énergie potentielle augmente . Je suis désolé, je n'ai absolument jamais fait ça en cours. Les profs se contentaient juste de dire l'énergie augmente comme si c'était trivial. Ce que je comprends pas c'est que la force dûe à l'interaction éléctrique diminue avec la distance et que l'énergie potentielle aussi dûe à l'interaction éléctrique augmente.. Encore désolé d'insister

Bonne journée!

[inviteb836950d]

C'est parce que tu n'as pas remarqué le signe moins qui affecte l'énergie potentielle : Ep=-e²/r

Pour r petit l'énergie potentielle est très négative, pour r = infini l'Ep est nulle.
Elle augmente donc bien quand r augmente.

[invite88ef51f0]

Salut,
Dans ce cadre classique, on peut très bien considérer un satellite en orbite autour de la Terre, c'est la même chose : dans les deux cas, on a une force en 1/r².

Novocaïne, quel est ton niveau en mécanique newtonienne ?

[inviteb836950d]

...
soit une énergie totale de E=e²/2r-e²/r=-e²/r

...

Heu ... on va plutôt faire :

E=e²/2r-e²/r=-e²/2r

[invite31840caf]

Salut, mon niveau de mécanique newtonienne est nul. J'en ai jamais fait..
Apparament ça soit voit pas mal.. Cependant, ça ne concerne pas mes études et les formules m'intéressent pas trop.. je veux juste avoir une meilleure compréhension du comportement des éléctrons et comprendre certaines notions . En occurance, l'énergie potentielle. Parcontre je comprends qu'il faut donner de l'énergie à l'éléctron pour qu'il puisse rejoindre un niveau suppérieur pour lutter contre l'interaction éléctrique. Mais j'ai du mal à voir sous quelle forme est cette énergie. J'ai toujours cru que c'était de l'énergie cinétique facile à concevoir mais j'ai du mal à voir comprendre avec cette énérgie potentielle. Il y a pas une façon intuitive d'expliquer cette notion?

[invite88ef51f0]

Il s'agit d'énergie potentielle électromagnétique, mais on peut mieux visualiser en transposant à la gravitation. Le concept d'énergie potentielle est généralement d'abord vu avec l'exemple de l'énergie potentielle de pesanteur.
L'énergie potentielle de pesanteur, c'est l'énergie qu'a un corps placé en hauteur. Le terme "énergie potentielle" peut se transformer en une autre forme d'énergie : si tu laisses tomber l'objet, il va convertir sont énergie potentielle de pesanteur en énergie cinétique, c'est-à-dire qu'il va prendre de la vitesse. L'énergie potentielle de pesanteur, c'est donc la différence entre vase qui tombe de la table basse et un vase qui tombe de 7 étages...

[invite31840caf]

D'accord! Merci coincoin! Je commence à saisir. Moi je croyais que c'était lié à la distance de chute. Une vase qui tombe de 7 étages soumise à la même accélération atteindra une énergie cinétique plus importante que la vase d'une table basse car aurait plus de temps. Mais celà n'est qu'un raisonnement que je me suis fait tout seul.. Mais peut être que l'énergie potentielle traduit celà car maintenant je commence à comprendre: l'énergie potentielle c'est l'énergie que peut atteindre l'objet en énergie cinétique c'est bien ça? Et donc ça s'applique exactement aux éléctrons?

[inviteb836950d]

Oui, l’énergie potentielle est une énergie d’interaction entre les objets.
Cette énergie est fonction de la position des objets les uns par rapport aux autres.
Prends par exemple 2 objets à une certaine distance et laisse les évoluer, ils vont se mettre en mouvement (s’il y a interaction bien sûr).
On va donc créer de l’énergie cinétique. Cette énergie était potentiellement là au départ dans la position relative des objets. C’est ce qu’on appelle l’énergie potentielle.
L’énergie totale, potentielle+cinétique est une constante (si on tient compte de toutes les interactions bien sûr).
Un autre point important : l’énergie cinétique appartient à un objet en propre tandis que l’énergie potentielle étant contenue dans l’interaction appartient au système entier. Il est un peu fautif de dire que la pierre en interaction avec la terre possède une énergie potentielle : c’est l’ensemble terre-pierre qui a cette énergie (pareil pour l’électron et le noyau).

[invite88ef51f0]

Le vase qui tombe de 7 étages soumise à la même accélération atteindra une énergie cinétique plus importante que la vase d'une table basse car aurait plus de temps

Oui, c'est juste aussi, c'est une autre façon de voir ne faisant pas intervenir l'énergie. Mais si tu veux concilier ça à la conservation d'énergie, tu es obligé d'introduire l'énergie potentielle.

[invite31840caf]

Encore merci! J'ai compris maintenant notamment avec l'éxplication de Philou! Je comprends beaucoup mieux avec la notion de système entier. Bonne journée!