physique quantique (de base)

[invite21126052]

bonjour à tous

voilà, j'ai un petit problème de cohérence (sens non-physique! ) entre deux données:

j'ai mon cours, où l'on me dit que l'électron ne peut se situer qu'à des distances fixées du noyau, correspondant à des niveaux d'énergie déterminés. "... la structure des atomes dont le rayon ont des valeurs bien déterminées ..." dixit mon cours (TS)

par ailleurs, j'ouvre mon livre de chimie physique (paul arnaud...) à la page 71, et je vois un graphique "variation de la densité radiale pour l'orbitale 1s de l'hydrogène": c'est la probabilité de trouver un électron dans le volume d'un "tore en 3D", donc en fait de le trouver à une distance r du noyau, non? celui-ci n'est pas discontinu, il forme une sorte de courbe en cloche dilatée d'un côté, donc cette densité radiale est continue;

mais alors, pourquoi m'a-ton dit que les rayons sont discontinus? où se situe l'erreur?

j'espère avoir été clair, c'est pas sûr...
merci pour vos réponses, si certains d'entre vous ont compris mon problème (peut être au niveau de ma compréhension des donnes... )!!
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[invite88ef51f0]

Salut,
Ca dépend du modèle utilisé ! Le modèle de Bohr dit que les électrons tournent à des distances fixes et quantifiées du noyau. Mais ce modèle pose quelques petits problèmes (je t'invite à lire l'excellentissime ( ) message portant sur ce sujet dans la FAQ Physique). En fait, c'est la 2e vision qui est "vraie" : l'électron ne peut être que sur certaines "orbitales". Mais il n'est pas localisé précisément, il a une certaine probabilité de présence en chaque point. Ainsi, chaque orbitale aura un profil différent de densité radiale de probabilité de présence (par exemple, pour une orbitale 1s le maximum est à r=56 pm).

[invite09c180f9]

bonjour à tous

voilà, j'ai un petit problème de cohérence (sens non-physique! ) entre deux données:

j'ai mon cours, où l'on me dit que l'électron ne peut se situer qu'à des distances fixées du noyau, correspondant à des niveaux d'énergie déterminés. "... la structure des atomes dont le rayon ont des valeurs bien déterminées ..." dixit mon cours (TS))!!

Salut,
Bon, je vais te donner un post que j'avais écris il n'y a pas longtemps :
"en suivant la théorie classique, on s'aperçoit que la description du mouvement d'un électron dans un atome conduit à une singularité!! Il tomberait peu à peu sur le noyau en émettant une énergie infinie. Comme tu t'en doute ce n'est pas le cas.
La MQ nous dit alors que l'électron se maintient à un niveau d'énergie minimal, car son énergie n'est pas défini comme une variable continue: elle est quantifiée, ne pouvant donc prendre que certaines valeurs discrètes (déterminées par h (cstte de Planck))!
L'énergie de ton électron n'évolue que par "sursauts quantiques" et il existe donc une valeur minimale en dessous de laquelle l'énergie de l'électron ne peut tomber!!

Pour ce qui est des spectres, de tels spectres de raies ne peuvent s'expliquer qu'à condition d'admettre le caractère discret des états d'énergie des atomes excités. L'émission d'un rayonnement est due à des transitions électroniques entre ces niveaux d'énergie discrets. Lors de l'émission d'un photon, l'atome passe d'un état d'énergie E(n') à un état d'énergie E(n) perdant ainsi un quantum d'énergie hv :
hv=E(n')-E(n)
[où h est la cstte de planck et v la fréquence associée au photon émis]

Les niveaux d'énergie de l'atome d'hydrogène sont quantifiés selon la loi (par exemple le modèle de Bohr) :
E(n)=-Ei/n²
[où n est un entier et Ei l'énergie d'ionisation (avec Ei=13.598eV pour l'atome H)].
On peut alors écrire l'équation:
hv=h*(c/lambda)=Ei*(1/n²-1/n'²)"

par ailleurs, j'ouvre mon livre de chimie physique (paul arnaud...) à la page 71, et je vois un graphique "variation de la densité radiale pour l'orbitale 1s de l'hydrogène": c'est la probabilité de trouver un électron dans le volume d'un "tore en 3D", donc en fait de le trouver à une distance r du noyau, non? celui-ci n'est pas discontinu, il forme une sorte de courbe en cloche dilatée d'un côté, donc cette densité radiale est continue;

mais alors, pourquoi m'a-ton dit que les rayons sont discontinus? où se situe l'erreur?

j'espère avoir été clair, c'est pas sûr...
merci pour vos réponses, si certains d'entre vous ont compris mon problème (peut être au niveau de ma compréhension des donnes... )!!

En fait, cela semble difficile de te parler de quelques chose alors que tu n'as pas encore fais de MQ.
Sâches que l'état fondamental de l'atome d'H est un état sphérique!
Pour calculer la densité radiale de probabilité de présence il suffit de faire une double intégrale de la densité volumique de présence [ où cette densité volumique= (1/(pi*a0^3))*exp((-2r/a0) , où a0=52.9pm est le rayon de Bohr ]!!
En faisant un petit calcul tu peux t'aperçevoir que cette radiale de présence est maximale pour r=a0 (dans le ces de l'H !!!)

[invite09c180f9]

Ainsi, chaque orbitale aura un profil différent de densité radiale de probabilité de présence (par exemple, pour une orbitale 1s le maximum est à r=56 pm).

Pour chipoter un peu, ce maximum est plutôt au rayon de Bohr, soit r=a0=~53pm!!

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite88ef51f0]

Oui, j'aurais pas dû faire confiance à ma mémoire pour la valeur du rayon de Bohr...