cohésion de la matiere

[invitec3f4db3a]

Bonjours , j'ai un probleme de conception
Voila , le model de l'atome , c'est un cortege electronique (négatif) gravitant autours d'un noyau , composé de nucléon , (proton neutron ) relier par la force nucléaire forte . Les charges des protons attirent les electrons qui gravitent jusqu'a ce qu'il y est autant d'electron que de proton .

La force de coulomb agit ici , et les electrons sont attirés par les protons .Seulement , au lieu de s'effondrer sur le noyau , il reste disposé selon des couches . L'histoires des couches doit , je suppose , découler des differentes interférences entre les electrons ( charge négative , force repulsive ) .
En gros , si on reprends le model planetaire de l'atome ( qui est faux , on en convient , un electron , ne peux etre decrit comme une particule , mais plutot comme une fonction d'onde ) la vitesse initiale des electrons les empecherait il de s'écrouler sur le noyau ? si oui , pourquoi les distances entre electrons et noyau , sont pratiquement toujours les mêmes ? ne peux on pas observé dans le cas ou on projete un electron contre un noyau un phénomene particulié ? A moin que ce qui empeche l'atome de s"éfonderais est d'une autre nature ?
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[invite88ef51f0]

Salut,
Dans la vision classique "planétaire", le plus génant n'est pas vraiment la force attractive du noyau (la vitesse initiale permet à l'électron d'orbiter autour du noyau comme la Lune autour de la Terre), mais plutôt le fait que la physique classique nous dit qu'une charge qui subit une accélération émet un rayonnement et perd donc de l'énergie. Bref, l'électron devrait décrire non pas des jolis cercles autour du noyau mais une spirale avant de s'effondrer. Les physiciens de la fin du XIXe siècle sont restés assez perplexes quand ils ont calculé que cet effondrement ne prenait qu'une fraction de seconde, ce qui est en contradiction avec le fait que les atomes sont stables à notre échelle de temps. C'est ce qu'on la "catastrophe ultraviolette" (car les électrons étaient censés rayonner dans l'UV en s'effondrant).
Ce problème a été résolu par le formalisme quantique, mais malheureusement ce n'est pas expliquable facilement (il y a par exemple l'inégalité d'Heisenberg qui nous oblige à abandonner le concept de trajectoire).

[invitec3f4db3a]

C'est d'ailleur pour ca que je parlais de fonction d'onde de l'electron .

Bon je dois avoir la réponse dans un bouquin , je revien en fin de soirée , pour expliqué ce que j'en ai compris , si ca interresse certain

[invite88ef51f0]

Si tu veux une explication avec les mains, on peut dire que l'électron a tendance à s'effondrer sur le noyau, mais que l'inégalité d'Heisenberg fait qu'il ne peut pas s'en approcher trop près (s'il est près, c'est qu'on connaît précisément sa position, donc sa vitesse est grande, ce qui n'est pas possible au-delà d'une certaine limite en raison de son énergie limitée)

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitec3f4db3a]

Le fait que le noyau se comporte comme une particule de fermi ou de bose , ne change rien ? ( principe d'exclusion de pauli ) ?

[invitebb226d51]

Une petite précision sur la catastrophe ultraviolette:
Elle fait référence au rayonnement du corps noir et aux premiers modèles qui divergaient dans l'UV ce qui ne collait pas à l'expérience. Elle n'a rien à voir avec le rayonnemnt d'un électron qui s'effondre sur le noyau!

[invitec3f4db3a]

Ah merci , je garde , mon TPE traite des corps noirs ( entre autre ) ca me fera un titre de chapitre ( sans compter un champ de recherche , mais plus pour mes co-tpe qui s'en occupe )

[invitebb226d51]

Je dirais également que les électrons ne gravitent pas autour du noyau, ils s'agitent autour du noyau mais également à l'intérieur. En effet les électrons de type s (1S, 2S, 3S etc...) ont une probabilité non nulle de se trouver dans le noyau. Cet effet à pour conséquence de modifier la structureshyperfine de niveaux énergétique du noyau (cf spectrométrie Mössbauer)

De plus il est inutile de se faire des représentations de ce que sont les atomes. Aucune images humaine ne permet de se les représenter. Heisenberg lui-même s'est posé la question. Conclusion les atomes ne sont pas des objets.

[invite88ef51f0]

Désolé pour la confusion sur le terme de "catastrophe ultraviolette", ça m'apprendra à croire ce que je retrouve au fin fond de ma mémoire...

il est inutile de se faire des représentations de ce que sont les atomes

Je suis d'accord avec toi... le seul moyen de résoudre le "paradoxe" est d'abandonner les concepts intuitifs que l'on a et d'utiliser le formalisme quantique. Pour moi, un électron ressemble plus à un "" qu'à un point tournant autour d'une boule...

[invitec3f4db3a]

Abandandonné la conception corpusculuraire de l'electron est pas facile , surtout pour un lycéen .
J'accepte l'idée que l'electron puisse etre décrit par une onde ( fonction d'onde ) , mais on parle bien de couche electronique , et d'electron repartit de maniére assés bien ordonné , on doit bien avoir ici un model corpusculaire ou l'electron correspond a un point qui graviterais autour d'un noyau . Les electrons peuvent également absorbé de l'energie , ils ne peuvent donc etre que une fonction d'onde , ils ont tout de même une certaine consistance .

Je dois avouer , que c'est probablement du a mon niveau en physique quantique qui est encors que tres tres tres tres faible , mais je n'arrive pas a comprendre comment un electron (fonction d'onde ou pas ) peux etre dans le noyau . Enfin , comme vous dites ,c'est peut etre que l'homme ne peux se le representé , et que par conscéquant , il faut laissé les equations parler ....

[invite88ef51f0]

Lorsqu'on parle de couche, on évoque plus l'énergie que la position. Ensuite, pour chaque couche, on obtient un certaine répartition spatiale de l'électron

[invitebb226d51]

on doit bien avoir ici un model corpusculaire ou l'electron correspond a un point qui graviterais autour d'un noyau .

Tous les modèles corpusculaires ont échoué, même celui de Sommerfeld qui avait pris en compte les effets relativistes. Il faut s'y résoudre les électrons des atomes ne se comportent pas comme des particules ces ont des ondes. Les fonctions d'ondes associées permette de déterminer les probablités de présence des électrons qui détemine ainsi les orbitales atomiques s,p,d,etc..Dans les atomes les électrons n'ont pas de trajectoire,( je sais ca fait bizarre mais la nature est comme çà et je te rassure cela génait particulièrement A. Einstein qui n'a jamais pu admettre cela).

En ce qui concerne les électrons dans le noyau, il n'y a pas d'explication avec les mains. C'est le calcul qui le montre ainsi que les résultats expérimentaux.

[invitec3f4db3a]

La repartition spatiale des electrons est differentes de leurs position ?
Y'a surement quelque chose que je comprends pas !

Si théoriquement il existe des electrons qui gigotent dans le noyau , ca veux dire que , force de coulomb oblige , ils sont pratiquement collé au proton , dans quel cas , la charge positive est compensé non ? comme si une charge disparaissait .

[invitebb226d51]

Tu raisonne en statique alors que tous ces phénomènes sont dynamiques.
Il faut travailler en physique statistique!
un électron dans le noyau n'y reste pas! (il gigote tout le temps)

[invite88ef51f0]

Disons que j'aime pas le terme de "position" qui se rapporte trop à une vision corpusculaire... L'électron n'est pas à une position bien précise mais est réparti un peu partout (plus ou moins fortement, certes).
Pour ce qui est de la présence de l'électron dans le noyau, je crois même que ça joue dans la radioactivité (enfin, je crois...) : l'électron étant un peu dans le noyaux, il peut "réagir" avec un proton pour donner un neutron et tout un tas de trucs...

[invitec3f4db3a]

Il gigote selon une longueur d'onde je suppose ( fonction d'onde ) de quel ordre de grandeur est elle ?
Elle est beaucoup plus grande qu'un noyau ?
Même si je resonne en statique , on deverait voir apparaitre Des phénomene etrange si subitement pdt un temps tres cours un electron apparaissait dans un atome et anhilé une des charges du noyau .

autre question , Quand on a un doublet d'electron pour les molecules , ca signifie que deux electrons appartiennent a deux atomes a la fois ? Ils ne peuvent donc pas réelement etre collé ( comme on a essayer de me l'expliqué en seconde ) ?

ps : merci coincoin
edit : Bon alors ca se tient .

Ca a un rapport avec le fait que un electron peut etre a deux endroits a la fois ? ( fente de young je crois )

[invitebb226d51]

Pour ce qui est de la présence de l'électron dans le noyau, je crois même que ça joue dans la radioactivité (enfin, je crois...) : l'électron étant un peu dans le noyaux, il peut "réagir" avec un proton pour donner un neutron et tout un tas de trucs...

Oui, exacte, voilà un exemple auquel je n'avais pas pensé!

[invitebb226d51]

autre question , Quand on a un doublet d'electron pour les molecules , ca signifie que deux electrons appartiennent a deux atomes a la fois ? Ils ne peuvent donc pas réelement etre collé ( comme on a essayer de me l'expliqué en seconde ) ?

Quand tu met deux atomes l'un a côté de l'autre et si leurs couches électroniques ne sont pas pleines il vont méttre en commun un ou plusieurs de leur électron. Ainsi dans un doublet d'électron (liaison covalente sigma pas exemple) les électrons appartiennet a dex atomes à la fois!
Dans le cas des métaux avec des liaisons métalliques tous les électrons engagés dans la liaison sont complètement délocalisés et appartiennent à tous les atomes en même temps. Ces électrons sont ainsi mobilent dans les métaux ce qui explique la conduction électrique

[invite88ef51f0]

Il gigote selon une longueur d'onde je suppose ( fonction d'onde ) de quel ordre de grandeur est elle ?

Attention, le terme de "fonction d'onde" tient plus de l'historique et de la tête de l'équation de Schrödinger qu'à une réalité physique...

on deverait voir apparaitre Des phénomene etrange si subitement pdt un temps tres cours un electron apparaissait dans un atome et anhilé une des charges du noyau

Effectivement, c'est la radioactivité +, mais elle a une très faible probabilité de se produire car l'électron est très peu présent dans le noyau.

Ils ne peuvent donc pas réelement etre collé ( comme on a essayer de me l'expliqué en seconde ) ?

Non, effectivement. Dans un atome, on appelle "orbitale atomique" la répartition possible d'un électron (correspondant donc à une sous-couche). On peut mettre deux électrons par orbitale. Si on a plusieurs orbitales de différents atomes, on peut les combiner pour faire des "orbitales moléculaires". Après tout dépend des cas : parfois, il est plus intéressant énergétiquement de répartir les électrons dans ces orbitales moléculaires que dans les orbitales atomiques, et on a donc une liaison qui se forme (les orbitales moléculaires sont réparties sur les différents atomes mis en jeu), parfois ce n'est pas intéressant et les électrons préférent rester dans les orbitales atomiques, il n'y a pas de liaison (par exemple, on a du H₂ mais pas du He₂)

[invitec3f4db3a]

daccord je comprends mieu pas mal de chose .

Petite question pour metre fin a une derniere incomprehension , apres je pense qu'on pourra fermer le thread ( enfin sauf si d'autre personne ont des questions ) , On associe donc un electron a une fonction d'onde , on en vient même a assimilé les electrons a des ondes ( shema d'interference lors de l'experience de young ) . Si on oublie completement le coté corpusculaire de l'electron , il ne reste que une charge négative qui gigote et une certaine energie , le tout localisé .
Je peux admetre facilement que de l'energie puisse etre le vecteur d'une charge ( apres tous c'est le concepte même de l'electromagnetisme je crois ) alors on peux dire que un electron est uniquement de l'energie chargé ?
Si je pousse un poil plus loin le raisonement : Si on oublie la notion energie chargé ( qui me parait completement farfelu et fausse ) , on obtient une onde qui transporte une charge ( tout simplement ) Mais l'onde ne peux pas se propagé dans le vide (enfin la lumiére le fait , mais je pense que la lumiére est la seul ....onde energetique a se déplacer dans le vide ? )