Electrons et attraction avec les protons

[curieuxdenature]

Bonsoir betatron

à ce niveau je ne sais pas ce que tu entends par délocalisé mais le fait est que leur trajet est parfaitement visible dans un éclair. Cela me semble être une bonne définition de la localisation, non ?

Le problème est surtout que pour les configurations ultramicroscopiques on perd toute possibilité de faire une analogie avec un exemple macroscopique, l'électron aux alentours du noyau ne joue pas le même scénario qu'une planète autour de son soleil.
C'est ce constat qui a mené à la mécanique quantique.

Pour en revenir au pourquoi on n'assiste pas à une fusion du noyau avec ses électrons, c'est parce que le proton n'a besoin d'un électron que pour se transformer en neutron et que ce besoin ne se fait sentir que pour certains cas de figures. Par exemple, un isotope qui a un excès de protons a la faculté de capturer un électron de son cortège pour parvenir à une configuration plus stable.
Et pourquoi il peut le faire ?
Et bien justement parce que l'électron passe une partie non négligeable de son temps aussi à l'intérieur du noyau, la plupart du temps il n'y reste pas parce qu'il n'a rien à y faire de particulier (il est là comme une souris qui se balade devant un chat qui n'a pas faim, quand il a faim il se retrouve à l'intérieur du chat : 1 chat + 1 souris = 1 chat + 1 rototo , rien ne se perd )

Mais là encore, on n'a pas une explication mais un constat et sa description, humoristique.
-----

[invite499b16d5]

Bonsoir,
exact, j'aurais dû dire "les potentiels électriques" sont délocalisés, mon image aurait été plus juste (sans l'être tout à fait, ce n'est qu'une image)

[invite4ff2f180]

Si un proton se transformait en neutron avec avec un électron dans les noyau, je pense que ça se saurait (tu confonds sûrement avec la radioactivité).
Si un proton capture un électron, c'est juste pour être neutre (et parce que l'état est plus stable bien sûr).

Tu dis qu'il ne faut pas considérer l'électron comme une particule, puis tu écris "la plupart du temps il n'y reste pas parce qu'il n'a rien à y faire de particulier", c'est un peu paradoxal.

"C'est ce constat qui a mené à la mécanique quantique." c'est plutôt l'inverse.

[inviteb836950d]

...j'aurais dû dire "les potentiels électriques" sont délocalisés...

Je rappellerai que le potentiel est un champ...

[invite7ce6aa19]

Je rappellerai que le potentiel est un champ...

Bonjour,

Le problème est que notre ami forumeur Betatron essaie de comprendre la physique en s'appuyant sur le vocabulaire de la physique sans tenir compte que ce vocabulaire s'appuie en arrière plan sur du langage mathématique.

[invite499b16d5]

Bonjour,

Le problème est que notre ami forumeur Betatron essaie de comprendre la physique en s'appuyant sur le vocabulaire de la physique sans tenir compte que ce vocabulaire s'appuie en arrière plan sur du langage mathématique.

Bonjour,
Justement, un champ, c'est quand même pas mal comme objet délocalisé, non?
(de plus, il ne me semble pas qu'un potentiel soit un champ, mais plutôt la valeur scalaire de ce champ en un point donné)

[invite5a685214]

de plus, il ne me semble pas qu'un potentiel soit un champ, mais plutôt la valeur scalaire de ce champ en un point donné

Formellement, il me semble qu'un potentiel est un champ scalaire dont le gradient est un champ de forces (champ vectoriel).

[invite93279690]

Salut,

La physique n'explique pas le "pourquoi", ni pourquoi les lois de la physique et le comportement du monde sont ce qu'ils sont.
La physique décrit le "comment".

Sans rentrer dans le débat sans fin sur le pourquoi et le comment en physique je suis quand même d'accord avec l'auteur du fil pour dire que le modèle de Bohr ne répond pas à la question posée. D'un point de vue épistémologique invoquer le modèle de Bohr pour expliquer la stabilité de l'atome d'hydrogène c'est un peu comme dire "l'atome d'hydrogène est stable parce que c'est un atome" de la même façon qu'Aristote disait une pierre tombe parce que c'est une pierre et une flamme monte parce que c'est du feu.

D'un point de vue phénoménologique le modèle de Bohr permet d'expliquer le spectre de l'atome d'hydrogène à partir d'une description discrète de l'atome et ça c'est plutot formidable mais par contre la stabilité est totalement postulée (par le fait que l'orbite est forcément à une distance finie du proton).

Pour une réponse satisfaisante il faut une réponse basée sur un modèle non pas de l'atome comme le modèle de Bohr mais de la physique des particules microscopiques, qui, lorsqu'appliqué à un électron lié à un proton conduit à l'existence d'un état d'énergie minimal pour le système ; ce qui correspond comme tu l'as dit à la description actuelle d'un atome.

[invite6dffde4c]

Salut,

Sans rentrer dans le débat sans fin sur le pourquoi et le comment en physique je suis quand même d'accord avec l'auteur du fil pour dire que le modèle de Bohr ne répond pas à la question posée. D'un point de vue épistémologique invoquer le modèle de Bohr pour expliquer la stabilité de l'atome d'hydrogène c'est un peu comme dire "l'atome d'hydrogène est stable parce que c'est un atome" de la même façon qu'Aristote disait une pierre tombe parce que c'est une pierre et une flamme monte parce que c'est du feu.

D'un point de vue phénoménologique le modèle de Bohr permet d'expliquer le spectre de l'atome d'hydrogène à partir d'une description discrète de l'atome et ça c'est plutot formidable mais par contre la stabilité est totalement postulée (par le fait que l'orbite est forcément à une distance finie du proton).

Pour une réponse satisfaisante il faut une réponse basée sur un modèle non pas de l'atome comme le modèle de Bohr mais de la physique des particules microscopiques, qui, lorsqu'appliqué à un électron lié à un proton conduit à l'existence d'un état d'énergie minimal pour le système ; ce qui correspond comme tu l'as dit à la description actuelle d'un atome.

Bonjour.
J'ai rappelé le modèle de Bohr uniquement pour dire que la stabilité était postulée. Je suis contre l'enseignement du modèle de Bohr en dehors de l'enseignement de l'histoire de la physique.
De même, le comportement ondulatoire est aussi postulé. Mais, au moins, on peut constater ce comportement.
Au revoir.

[invite93279690]

Bonjour.
J'ai rappelé le modèle de Bohr uniquement pour dire que la stabilité était postulée. Je suis contre l'enseignement du modèle de Bohr en dehors de l'enseignement de l'histoire de la physique.
De même, le comportement ondulatoire est aussi postulé. Mais, au moins, on peut constater ce comportement.
Au revoir.

Ok, j'avais pas vu la subtilité. J'étais effectivement étonné de te voir parler du modèle de Bohr puisque je connais ta position sur son enseignement à la fac.

[curieuxdenature]

Si un proton se transformait en neutron avec avec un électron dans les noyau, je pense que ça se saurait (tu confonds sûrement avec la radioactivité).
Si un proton capture un électron, c'est juste pour être neutre (et parce que l'état est plus stable bien sûr).

Tu dis qu'il ne faut pas considérer l'électron comme une particule, puis tu écris "la plupart du temps il n'y reste pas parce qu'il n'a rien à y faire de particulier", c'est un peu paradoxal.

Bonjour Mixoo

tu te trompes, ça s'appelle la capture électronique par le noyau et ça n'arrive que dans le cadre de la radioactivité, certes, mais le proton en cause ne va pas chercher l'électron sur une invitation ou avec une petite échelle, s'il le fait c'est à cause de sa proximité. Il n'existe aucun atome qui n'a pas au moins un électron(de type 's') centré sur le noyau et c'est celui-là qui sera phagocyté par le proton pour fabriquer le neutron qui lui manque éventuellement.
Et ça tombe bien parce que dans la foulée on aurait un électron de trop pour le nouvel atome, sinon on le mettrait où ce trublion ?

Tu dis aussi "pour être neutre", pour quelle raison le proton aurait-il besoin d'être neutre ?
Avec son électron en orbitale il est neutre, pas besoin de devenir neutron pour ça.

En fait c'est bien un problème de stabilité nucléaire, l'intérieur du noyau obéit aussi à des critères spéciaux, comme l'électron sur son orbitale le nucléon doit être apparié avec un congénère pour être stable. Les configs stables sont des paires de protons et des paires de neutrons, quand le déséquilibre devient trop important le noyau a plusieurs échappatoires, soit il capture un électron, soit il émet un électron, et la probabilité de capturer un positon au lieu d'émettre un électron est aussi une possibilité(ou d'émettre un positron en lieu et place de capturer un électron).
L'intérieur du noyau n'est pas plus simple que l'extérieur.

"C'est ce constat qui a mené à la mécanique quantique." c'est plutôt l'inverse.

Pas compris cette remarque.

... l'électron aux alentours du noyau ne joue pas le même scénario qu'une planète autour de son soleil.
C'est ce constat qui a mené à la mécanique quantique.

la nature des échanges d'énergies entre l'électron et le noyau se fait par bonds, c'est celà qui a mené à la MQ, je n'ai rien dis de plus.

[invite4ff2f180]

On s'est peut-être mal compris. Dans le post (du moins au début) on parlait de la stabilité d'un électron autour d'un noyau. Moi je voulais dire que la capture électronique n'a rien a voir avec la stabilité de l'atome, mais je ne remets pas en cause la possibilité de ce mécanisme dans certaines circonstances.

Le proton n'a pas besoin d'être neutre, d'ailleurs il ne l'est pas. Les atomes en revanche sont neutres car en général c'est un état plus stable.

Finalement je voulais dire que c'est la mécanique quantique qui a amenée l'idée d'un électron délocalisé décrit par une amplitude de probabilité et non l'inverse (i.e electron délocalisé qui a amené la MQ)

[curieuxdenature]

re
on est bien d'accord.

[invite93279690]

On s'est peut-être mal compris. Dans le post (du moins au début) on parlait de la stabilité d'un électron autour d'un noyau. Moi je voulais dire que la capture électronique n'a rien a voir avec la stabilité de l'atome, mais je ne remets pas en cause la possibilité de ce mécanisme dans certaines circonstances.

A bien y réfléchir je ne suis pas certain que cela n'ait rien à voir avec la stabilité de l'atome. Je trouve que ça montre plutot bien que la stabilité atomique n'est pas un phénomène absolu et que l'électron peut quand même s'effondrer (ce n'est pas le bon terme mais c'est pour être provocateur) sur le noyau pour conduire à un nouvel atome.

[curieuxdenature]

Bonjour gatsu

on parle pourtant de deux phénomènes bien distincts, le vocabulaire est ici aussi à préciser, l'atome n'est pas le noyau. En chimie on parle d'atomes pour désigner les éléments chimiques simples, en physique nucléaire on ne joue plus dans la même cour, les énergies en jeu sont un million de fois plus grandes, en moyenne.

[invite93279690]

Bonjour gatsu

on parle pourtant de deux phénomènes bien distincts, le vocabulaire est ici aussi à préciser, l'atome n'est pas le noyau. En chimie on parle d'atomes pour désigner les éléments chimiques simples, en physique nucléaire on ne joue plus dans la même cour, les énergies en jeu sont un million de fois plus grandes, en moyenne.

Ca va tourner à la question de point de vue mais vu qu'on parle de la stabilité d'un atome dans une intéraction noyau-électron, je ne vois pas en quoi la capture électronique est à differencier de la question posée au départ.
Pour les autres réactions nucléaires ce n'est effectivement pas la même chose car les électrons du cortège n'interviennent pas directement dans la transformation du noyau conduisant à une transformation atomique.

[curieuxdenature]

Et bien parce que la question de départ concerne la structure électronique de l'atome plutôt que sa structure nucléaire.
Dès le départ il s'agit bien de comprendre pourquoi les électrons ne fusionnent pas avec le noyau et restent à distance respectueuse de ce dernier pendant des milliards d'années pour ne pas dire éternellement.

Je pense que l'auteur du fil se demande pourquoi l'électron reste confiné ad vitam eternam au sein d'une orbitale parfaitement stable, la capture électronique n'interviendra jamais avec un atome d'hydrogène par exemple. Ce sont donc bien deux mécanismes différents de leurs interactions, dans un cas c'est l'électron le responsable, dans l'autre c'est le nucléon.

[invite93279690]

Et bien parce que la question de départ concerne la structure électronique de l'atome plutôt que sa structure nucléaire.
Dès le départ il s'agit bien de comprendre pourquoi les électrons ne fusionnent pas avec le noyau et restent à distance respectueuse de ce dernier pendant des milliards d'années pour ne pas dire éternellement.

Je pense que l'auteur du fil se demande pourquoi l'électron reste confiné ad vitam eternam au sein d'une orbitale parfaitement stable, la capture électronique n'interviendra jamais avec un atome d'hydrogène par exemple. Ce sont donc bien deux mécanismes différents de leurs interactions, dans un cas c'est l'électron le responsable, dans l'autre c'est le nucléon.

Je trouve la ségrégation que tu fais assez injustifiée. Ce n'est pas parce que l'hydrogène est stable que l'ensemble des atomes le sont. Je trouve personnellement que la capture électronique est un bon exemple contre la stabilité ad vitam eternam présupposée dès le début du fil. Non pas que cette stabilité n'existe pas mais plutôt que le phénomène qui le permet n'est pas magique non plus et peut ne pas fonctionner dans certains cas.

Je veux dire c'est comme si quelqu'un te demandais "pourquoi toutes les liaisons chimiques doivent forcément respecter la règle de l'octet ?" j'ose espérer que la réponse à la question viendra tempérer l'affirmation de départ (car les liaisons métalliques par exemple ne respectent pas du tout cette règle par exemple) tout en essayant d'expliquer la règle de l'octet dans les cas où ça marche ; ba là c'est pareil.

[invite15c31893]

bonjour
le modèle de bohr est constitué d'un proton et d'un éléctron qui tourne autour. par contre dans la nature, il n' y a pas d'atome isolé mais plusieurs atomes.
ainsi , un electron est attiré par plusieurs noyaux des atomes et se trouve en parfaite situation très confortable en fonction des rapports de forces entre les noyaux.

[invite93279690]

bonjour
le modèle de bohr est constitué d'un proton et d'un éléctron qui tourne autour. par contre dans la nature, il n' y a pas d'atome isolé mais plusieurs atomes.
ainsi , un electron est attiré par plusieurs noyaux des atomes et se trouve en parfaite situation très confortable en fonction des rapports de forces entre les noyaux.

Désolé mais ce n'est pas la bonne réponse. Ce dont tu parles décrit éventuellement la liaison chimique mais pas la stabilité d'un atome tout seul.

[invite15c31893]

bonjour
il n'existe pas d'atome tout seul. ca existe dans notre tête; ca veut dire un modèle.
on peut considérer hypothètiquement un melange d'atomes d'hydrogènes par exemple et qui ne rentrent pas forcement en réaction pour former les molécules d'hydrogènes.
et encore même, les liaisons chimiques ont un mot à dire.

[invite93279690]

bonjour
il n'existe pas d'atome tout seul. ca existe dans notre tête; ca veut dire un modèle.
on peut considérer hypothètiquement un melange d'atomes d'hydrogènes par exemple et qui ne rentrent pas forcement en réaction pour former les molécules d'hydrogènes.
et encore même, les liaisons chimiques ont un mot à dire.

Alors déjà les atomes isolés maintenant ça se fait plutot bien avec des réseaux optiques par exemple.
Sans même parler de ça, si tu considères un gaz d'hydrogène raréfié, les atomes sont tellement éloignés les uns des autres que leur inétraction mutuelle est pinuts (et je ne parle même pas de la soit disant influence des noyaux des autres atomes sur l'électron d'un atome d'hydrogène).

La raison fondamentale pour laquelle ton argument ne tient pas la route est que les atomes sont neutres, alors avant qu'un électron d'un atome voit le champ totalement écranté d'un noyau appartenant à un autre atome dans un gaz, c'est pas demain la veille !

[curieuxdenature]

Je trouve la ségrégation que tu fais assez injustifiée. Ce n'est pas parce que l'hydrogène est stable que l'ensemble des atomes le sont. Je trouve personnellement que la capture électronique est un bon exemple contre la stabilité ad vitam eternam présupposée dès le début du fil. Non pas que cette stabilité n'existe pas mais plutôt que le phénomène qui le permet n'est pas magique non plus et peut ne pas fonctionner dans certains cas.

Je veux dire c'est comme si quelqu'un te demandais "pourquoi toutes les liaisons chimiques doivent forcément respecter la règle de l'octet ?" j'ose espérer que la réponse à la question viendra tempérer l'affirmation de départ (car les liaisons métalliques par exemple ne respectent pas du tout cette règle par exemple) tout en essayant d'expliquer la règle de l'octet dans les cas où ça marche ; ba là c'est pareil.

Bonjour

un peu de retard, hier je n'étais pas chez moi.
Je pense que tu cherches un peu la petite bête là, un forum , à mon sens, n'est pas là pour proposer des cours complets lorsque une question sous-entend qu'on n'a pas les bases pour y répondre.
Il faut bien adapter la réponse au niveau de la demande et voire plus si nécessaire.
Donc, pour ce problème je ne retire rien de ma réponse, la stabilité électronique n'a rien à voir avec la stabilité nucléaire, l'atome n'existe que parce que son noyau est stable lui-même et pendant son état d'instabilité l'électron ne s'effondre pas sur le noyau pour autant, et si toutefois c'est le cas alors ça n'a aucun rapport avec l'électron.

[invite93279690]

Bonjour

un peu de retard, hier je n'étais pas chez moi.
Je pense que tu cherches un peu la petite bête là, un forum , à mon sens, n'est pas là pour proposer des cours complets lorsque une question sous-entend qu'on n'a pas les bases pour y répondre.
Il faut bien adapter la réponse au niveau de la demande et voire plus si nécessaire.
Donc, pour ce problème je ne retire rien de ma réponse, la stabilité électronique n'a rien à voir avec la stabilité nucléaire, l'atome n'existe que parce que son noyau est stable lui-même et pendant son état d'instabilité l'électron ne s'effondre pas sur le noyau pour autant, et si toutefois c'est le cas alors ça n'a aucun rapport avec l'électron.

Je suis d'accord pour dire que je cherche la petite bête . tu as raison sur le fait que pour un noyau stable et un électron, l'incertitude d'Heisenberg garantit qu'il existe un état de plus basse énergie pour leur état lié.
Reste par contre que je ne suis pas d'accord pour dire que la capture électronique n'a rien à voir avec avec l'électron (le nom de l'effet en question est plutot explicite je trouve).

[curieuxdenature]

Reste par contre que je ne suis pas d'accord pour dire que la capture électronique n'a rien à voir avec avec l'électron (le nom de l'effet en question est plutot explicite je trouve).

Bonjour Gatsu

tiens j'avais zappé ça.
La capture électronique par le noyau n'a pas de rapport avec l'électron dans le sens où c'est un mécanisme possible et qu'en l'occurrence c'est le plus facile quand l'électron se trouve en train de brouter dans le pâturage du noyau.
La contrepartie est l'émission d'un positron, les probabilités que ce soit l'une ou l'autre de ses solutions ne dépendent que de l'état du noyau.

Autrement dit la capture électronique est en concurrence avec l'émission Béta + qui n'est possible que lors d'un exces d'énergie qui l'autorise.

Un exemple, le cas du Sodium 22 qui revient à l'état de Néon 22 par radioactivité béta + parce que la différence d'énergie entre les deux noyaux(2.84 MeV) permet cette transformation.

Dans le cas du Béryllium 7 qui se trouve plus stable après avoir phagocyté un électron pour se transformer en Lithium 7, c'est la seule solution parce que la différence n'est que de 0.86 MeV.

Un autre exemple, est-ce que le neutron est composé d'un proton, d'un électron et d'un antineutrino ?
N => P⁺ + e^- + anti_v
Non, pourtant un électron en sort bien quand il se désintègre pourtant il est formé de 3 quarks.
En contrepartie, le proton peut se transformer en neutron, soit en éjectant un béta+(et un neutrino) soit en capturant un béta-(et en rejetant un neutrino).
P⁺ = N + e⁺ + v
P⁺ + e^- = N + v
Mais c'est ce qu'il fait DANS le noyau et à condition que ce noyau soit instable.
C'est un excès d'énergie qui permet ces transformations, exactement comme un excès d'énergie permet à l'électron du cortège d'émettre un photon et c'est la seule chose qui lui est permise.