salut à tous
j'ai pas compris si les électrons se déplacent sur la surface des orbitales ou bien à l'intérieur.
j'ai pas compris non plus le problème des noeuds dans la fonction d'onde:comment fait l'électron pour passer d'un coté du noeud à l'autre.
merci (et éviter les réponses genre "regardes ton cours" SVP)
Salut,
Argh... il va falloir reprendre les choses à la base. Contrairement à ce que leur nom pourrait penser, les orbitales ne sont pas les orbites sur lesquels les petits points que sont les électrons peuvent se déplacer. Cette division est dépassée depuis bientôt un siècle (notamment à cause du fait qu'un électron accéléré perd son énergie par rayonnement). La mécanique quantique nous apprend qu'on ne peut pas parler de position bien déterminée pour l'électron. L'électron n'est pas une petite bille ! Tout ce qu'on peut savoir, c'est la probabilité de présence d'un électron en un point donné. C'est comme si l'électron était partout à la fin (mais plus à certains endroits qu'à d'autres). Il est délocalisé, et on parle plutôt de nuage électronique. Ce qu'on représente lorsqu'on parle d'orbitale, c'est juste l'endroit où l'électron a le plus de probabilité de se trouver.j'ai pas compris si les électrons se déplacent sur la surface des orbitales ou bien à l'intérieur.
oui je sais bien que c'est une probabilité, mais quand on a une probabilité =0 çà veut bien dire qu'il ne peut pas passer par ce point.
or même si on parle en terme de probabilité il me semble bien que l'électron ne peut pas disparaitre d'un endroit et réapparaitre d'un autre sans passer par des points intermédiaires (je ne peux pas le concevoir).
sinon tu m'a pas dis c'est une probabilité de surface ou de volume ?mais je crois que c'est de volume.
je sais bien que c'est la base mais tant que j'ai pas compris çà...
L'électron n'est pas un point qui se déplace de manière aléatoire dans son orbitale, l'électron remplit toute son orbitale et ne bouge pas.
C'est effectivement comme si ... Mais pour le moment, et jusqu'à preuve expérimentale flagrante, l'electron est considéré comme ponctuel ... même en méca Q.Envoyé par Coincoin
Ben non, moi c'est pas vraiment la vision que j'en ai...
Je le vois a travers sa fonction d'onde, occupant toute son orbitale, sans bouger...
Je te donne une idée, tu me donnes une idée, nous avons chacun deux idées.
Salut Coincoin et Spi100, mais dites moi, ce que je me demande, c'est pourquoi en dépi de la fonction d'onde d'une particule, on la considére comme ponctuel? merci d'avance pour vos précisions.
Amicalement
flo
Moi aussi j'ai une question :
Est-ce que la probabilité de présence d'une particule à un endroit peut être de 0 ? Est ce que ca ne va pas en décroissant jusqu'à 0.000000....1 ? Enfin bref, il y a toujours une probabilité infime pour que l'lectron soit à l'autre bout de l'univers.mais quand on a une probabilité =0
a+
ben
_comment un électron peut il etre immobile? Toute particule bouge ,au dela de T = 0K? Et qu'est ce qui te fait penser qu'il est immobile STP?
_flo, l'electron considéré comme ponctuel explique l'effet photoélectrique d'Einsten (càd le fait qu'un électron peut absorber ou émettre de l'energie sous forme de rayonnement)
_bioben,tu décrit le cas d'une orbitale s (sphérique) mais pour les orbitale p d f ... il y a des noeuds (P = 0 ) dans la fonction.
Justement non, depuis ses débuts la mécanique quantique dépasse la notion de particules ponctuelles... Toutes les particules sont décrites par leur fonction d'onde, qui a une certaine dispersion spaciale, temporelle, énergétique... Et l'expérience est tout à fait en accord avec cette interprétation (et en contradiction notable avec la notion de particule ponctuelle). L'approximation "particule ponctuelle" n'est valable que dans certains cas précis. Il faut éviter de dire des bêtises quand on sait pas...
Pour revenir aux orbitales, c'est assez délicat... La norme de la fonction d'onde au carrédonne la probabilité de présence de la particule, ici de l'électron. Lorsque l'électron est lié à un noyau, cette probabilité de présence ne se répartit pas n'importe comment : l'électron ne peut se placer que sur des niveaux d'énergie. Et ces niveaux d'énergie ne sont pas de simples sphères concentriques disposées autour du noyau... Les orbitales que l'on représente par des sphères pour les orbitales s, des "ballons" en forme de 8 pour les p, etc. sont en quelque sorte des "surfaces d'isoprobabilité" : partout sur cette surface, l'électron a la même probabilité de se trouver ; mais cela ne signifie pas qu'il ne peut se trouver que sur cette surface. C'est un peu comme les courbes isobares qu'on voit à la météo : partout le long d'une courbe, règne la même pression, mais cela ne signifie pas qu'il n'y a de l'air que suivant ces lignes.
Effectivement, l'électron a une probabilité nulle de se trouver sur le noyau... Mais il ne faut pas se demander "comment il fait pour passer d'un lobe à l'autre du 8", puisque justement l'électron n'est pas ponctuel et n'a rien à traverser. L'électron se trouve un peu partout dans son orbitale.
Même à 0K les électrons continuent de "bouger" et n'ont pas une énergie nulle, sinon ils tomberaient sur le noyau
Il n'y a pas de degré de liberté associé à la position de l'électron dans un atome. La température impose simplement une statistique de population des défférents états (dénergie différentes) de l'atome lui-me.
Je ne vois pas bien en quoi l'électron a besoin d'être ponctuel pour expliquer l'éffet photoélectrique. Ce qui est important c'est la nature corpusculaire quantifiée du rayonnement électromagnétique (de la lumière) l'existence du photon quoi !!!_flo, l'electron considéré comme ponctuel explique l'effet photoélectrique d'Einsten (càd le fait qu'un électron peut absorber ou émettre de l'energie sous forme de rayonnement)
Oui, il n'y a pas de problèmes pour cela..._bioben,tu décrit le cas d'une orbitale s (sphérique) mais pour les orbitale p d f ... il y a des noeuds (P = 0 ) dans la fonction.
Je te donne une idée, tu me donnes une idée, nous avons chacun deux idées.
Tu peux très bien avoir des points où la densité de probabilité est rigoureusement nulle, mais non nulle au voisinage (orbitales 2s par exemple). Cela signifie que ton émectron pourra être par exemple d'un côté ou d'un autre qu'une sphère, mais jamais sur la sphère en elle même, il est alors délocalisé sur 2 espaces disjoints... c'est dans ce cas en particulier que tu n peux en avoir une image en tant que perticule : comment pourrait il passer d'une zone à l'autre de l'espace sacahant qu'il ne peux passer par la fontière entre ces epscaes....
Désolé mais tu réfléchis en réprésentation énergie. Si tu passes en représentation position, les fonctions propres de X sont bien des fonctionnelles de Dirac. C'est pour ça que l'on considère en mécanique quantique que l'électron est une particule ponctuelle.
Rien n'empêche de connaitre exactement la position d'un electron si tu renonces à connaitre son energie ou sa quantité de mouvement.
Et bon je pense qu'après une dizaine d'années passé dans la physique, je pense savoir à peu près de quoi je parle.
Dernière modification par spi100 ; 06/02/2005 à 11h29.
en fait, je vais te donner juste une image pour comprendre.
Tout d'abord, l'électron peut se comporter comme une particule ou comme une onde (dualité onde-corpuscule).
Quand on n'interagit pas avec l'électron, on peut considérer que c'est une onde. Il est "partout", il "remplit" toute l'orbitale comme Coincoin l'a dit. (de la même manière que la lumière est "partout" dans l'espace)
Quand on va interagir avec cet électron pour le détecter (en lui envoyant des photons par exemple), cette onde devient "miraculeusement" une particule : l'électron-particule tel qu'on le connaissait il y a 1 siècle encore. Cet électron "réapparaît" à un endroit possible donné par l'expression de l'orbitale. Quand on fait plusieurs fois cette expérience, on voit que l'électron "réapparaît" à certains endroits avec une probabilité plus forte qu'à d'autres endroits.
Maintenant, en ce qui concerne les endroits de probabilité nulle : est-ce que tu sais ce que c'est qu'une image de diffraction ? Si tu sais pas, c'est pas grave, on va prendre un autre exemple. Quand tu lances 2 pierres sur un lac : chaque pierre émet des ondes, et les ondes provoquées par l'une interagissent avec les ondes de l'autre. Il y a des endroits où les ondes s'annulent, d'autres où au contraire elles s'additionnent.
Et bien, c'est pareil pour l'électron : quand on n'interagit pas avec lui, c'est une onde, qui est "nulle" à certains endroits de l'espace (au niveau des plans nodaux) et non nulle partout ailleurs.
Quand on interagit avec lui, l'électron ne va logiquement pas "réapparaître" ("miraculeusement") là où l'onde était nulle mais à un des endroits où l'onde n'est pas nulle. D'où l'existence de plans nodaux.
Donc, voilà, en fait, l'électron ne disparaît pas d'un endroit pour réapparaître de l'autre côté.
Remarque : c'est juste une image que je t'ai donnée (et que j'ai trouvée pour mieux comprendre -> alors, je sais pas et je pense pas que c'est vraiment la réalité).
Je te rappelle aussi que l'orbitale est une fonction mathématique et qu'on la représentation que l'on fait toujours, c'est celle de la densité de probabilité de présence maximale. Quand on dessine l'orbitale 1s, qui est sphérique par exemple, on ne dessine qu'une sphère de rayon "r", sphère où l'électron a le plus de chance de se trouver. L'électron peut évidemment se trouver sur des sphères de rayons différents de r, mais la probabilité que ce soit le cas est inférieure à la probabilité précédente.
Ben excuse-moi mais... Dans les problèmes de quantique, c'est rare justement qu'on connaise (ou même qu'on cherche à connaitre) précisément la position d'une particule. Puits, marche de potentiel, orbitales atomiques et moléculaires dont on parle ici, états électroniques dans les solides... Dans tous ses problèmes, l'électron est bien considéré comme non ponctuel et traité quantiquement, via sa fonction d'onde qui je le répète, a un certain "étalement" y compris spacial. Cet étalement spacial ne devient négligeable (=approximation particule ponctuelle) que dans certains cas particuliers, et ce ne sont pas eux qui nous intéresse ici (orbitales atomiques et moléculaires).
PS: désolé si j'ai fait ma remaque avec un peu trop de verve la dernière fois.... je m'en excuse
Ce n'est pas grave pour ta remarque.Ben excuse-moi mais... Dans les problèmes de quantique, c'est rare justement qu'on connaise (ou même qu'on cherche à connaitre) précisément la position d'une particule. Puits, marche de potentiel, orbitales atomiques et moléculaires dont on parle ici, états électroniques dans les solides... Dans tous ses problèmes, l'électron est bien considéré comme non ponctuel et traité quantiquement, via sa fonction d'onde qui je le répète, a un certain "étalement" y compris spacial. Cet étalement spacial ne devient négligeable (=approximation particule ponctuelle) que dans certains cas particuliers, et ce ne sont pas eux qui nous intéresse ici (orbitales atomiques et moléculaires).
PS: désolé si j'ai fait ma remaque avec un peu trop de verve la dernière fois.... je m'en excuse
En fait, c'est sur l'interprétation. Dire que tu ne connais pas la position d'une particule, ne veut pas dire que tu ne la considères pas comme étant ponctuelle.
Pour te donner un argument plus technique, quand tu ecris l'hamiltonien quantique d'un champ d'electrons, tu écris
Oui d'accord... Tu prends justement un cas précis où l'électron est considéré comme ponctuel. Ma remarque visait à rester sur le problème qui est celui de ce topic, à savoir les orbitales atomiques : dans ce cas, l'électron n'est pas ponctuel.
Un autre exemple où l'électron peut effectivement être considéré comme ponctuel : dans les tubes cathodiques des écrans (sinon l'électron n'irait pas taper un pixel précis). Mais tu admettras que l'on considère l'électron comme ponctuel, relativement à la taille d'un pixel ; si on y regarde de plus près, l'électron va ioniser un atome du pixel, et se retrouver sur une orbitale où il ne peut être considéré comme localisé. C'est valable dans ton exemple aussi : on considère les électrons comme ponctuels car l'étalement de leur fonction d'onde peut être négligée devant la distance entre les électrons.
Ce que je voulais simplement dire, c'est que le fait de considérer les particules comme ponctuelles n'est qu'une approximation qui dépend du problème considéré (échelles mises en jeu, interactions...), ce n'est certainement pas une propriété générale comme tu semblais l'indiquer dans le message #5. Dans certains problèmes on peut effectivement faire cette approximation, mais cela ne veut pas dre que dans telle expérience l'électron est une onde, et dans telle autre c'est une particule... Ce n'est pas comme ça que la mécanique quantique interprète les choses.
Juste un petit mot pour finir : les approximations sont TRES, TRES utiles, je ne les dénigre absolument pas ici. Dans le cas du gaz d'électrons, on pourrait écrire l'hamiltonien quantique, mais l'équation de Schrödinger est impossible à résoudre... On fait donc l'approximation des particules ponctuelles, et on obtient des résultats très proches des mesures. Mais il faut bien garder en tête que ce sont des approximations.
Bon, on est en pleine dualité onde-particule...
Bonne nouvelle, tout le monde a raison !!!!
Je te donne une idée, tu me donnes une idée, nous avons chacun deux idées.
C'est un peu plus compliqué que ça. La dualité onde-corpuscule est l'interprétation de de Broglie, elle a pris un sérieux coup dans l'aile dans la mesure où personne n'a pu réellement montrer le caractère objectif de ce qu'il nommait l'onde pilote.
L'interprétation en vigueur actuellement est celle de Copenhage : des particules ponctuelles et une fonction d'onde qui s'interprète comme une onde de probabilité. Et si tu veux sortir de cette interprétation, il faut argumenter plus que solidement car pour le moment elle n'a toujours pas été réfutée.
Très bien, mais alors peux-tu me donner un hamiltonien utilisé en physique atomique ou du solide, où l'on associe un diamètre à l'électron ?
Je corrige les bêtises que j'ai écris à la va-vite.Pour te donner un argument plus technique, quand tu ecris l'hamiltonien quantique d'un champ d'electrons, tu écris
Pour le potentiel electronique, je voulais dire :
Pour le cas de l'electron sphérique, j'illustrais par une sphère creuse, où evidemment le potentiel doit être
Comment determiner les orbitales atomiques.
C'est une longue histoire, je vais essayer de la faire courte.
Pour l'atome d'hydrogene, il y a 1 électron qui baigne dans un champ central spherique. on resoud l'equation De SHR
Pour les atomes , c'est plus compliqué c'est un probleme à N corps que l'on ne sait pas résoudre. Comment faire. On utilise la théorie du champ moyen. voici ce que cà donne dans le contexe des atomes:
On suppose le probleme resolu et on "etale" chaque électron dans une fonction d'onde. Ainsi chaque électron est équivalent a une densité électronique (formule de Poisson). ainsi on construit un potentiel central dans lequel evoluera la dynamique quantique d' 1 electron. on a donc 1 probleme a 1 corps equivalent a celui de l'atome d'hydrogene mais avec un potentiel central différent. On resoud l'equation de maniere itérative et l'on trouve les orbitales atomiques. Apres quoi on rempli les orbitales par energie croissante. C'est terminé.
Re : les orbitales atomiques
Oui car L'électron est uniquement corpuscule.Posté par zoup1
Bon, on est en pleine dualité onde-particule...
Bonne nouvelle, tout le monde a raison !!!!
Pour expliquer sa présence partout en même temps autour d’un noyau il faut simplement avoir conscience d’un phénomène physique non encore bien connu : La dilatation ou la compression du temps dans la zone d’écris par l’électron.
Imaginer un objet (électron) ce déplaçant a la vitesse de la lumière (ce qui est justement le cas) décrivant une boucle devant nous. D'après la relativité, le temps local d'écoulement de l'électron devrait varier. Donc si ont pouvait l'observer ont le regarderai dilaté en sorte de nuage et non plus de corpuscule. Cela vient de là.
Dernière modification par Madarion ; 06/02/2005 à 19h28.
Et comment tu expliques que ton électron, soumis à des accélérations gigantesques, ne rayonne pas ?
Oui tient sa c'est une épine, si il est corpuscule il doit avoir une masse.
Attendons nous bien, je ne fais qu'aborder une théorie non encore vérifier mais que tout le monde prononce du bout des lèvres.
Je ne peut encore répondre a cela.
Dernière modification par Madarion ; 06/02/2005 à 19h34.
Je ne comprends pas bien pourquoi tu commences par OUi, je ne vois pas du tout le rapport avec ce que je disais et d'ailleurs je ne comprends rien à ce que tu dis.
Je te donne une idée, tu me donnes une idée, nous avons chacun deux idées.
Re : les orbitales atomiques
Escuse Zoup1,
Tu dit que tout le monde a raison a parlant de la dualité onde particule. Je rajoute juste une affirmation qui complète.
Pour simplifier ma phrase je dirai simplement que l'ont devrait incorporer la dilatation du temps dans l'atome, pour mieu comprendre.
Dernière modification par Madarion ; 06/02/2005 à 19h44.
Tu as sans doute raison, il faut sans doute prendre en compte des effets relativiste pour avoir une description la plus correcte de la matière. Mais en l'occurrence l'électron ne tourne pas en rond, sinon il rayonnerait comme le dis coincoin. Il ne se déplace pas du tout à une vitesse relativiste. Et le fait qu'il apparaissent partout à la fois n'est pas du tout un effet relativiste mais purement quantique.
Je te donne une idée, tu me donnes une idée, nous avons chacun deux idées.
