Electrons => noyau ?

[invite0d37e2a1]

Bonjour (bonsoir) à tous :]

Je vient d'effectuer ma rentrée en 1ere S (aujourd'hui même) et j'ai une question qui me trotte dans la tête depuis un moment. Je m'intérésse beaucoup a la physique et cette question pourrait paraître un peu "débile" mais je n'arrive cependant pas a trouver de réponse...la voici :

Pourquoi les électrons, qui ont une charge négative, ne "tombent" ils pas "sur" le noyau ? Puisque le noyau a une charge totale positive, cela semblerait cohérent.

J'ai lu quelque part que on ne pouvait pas affirmer la position d'un électron et que donc il existait une probabilité non nulle qu'il se trouve DANS le noyau...comment le pourrait-il ? S'il se retrouvait dans le noyau, ne se retrouverait-il pas "collé" par l'interaction électromagnétique au noyau ?

Merci d'éclairer mon âme perdue :'D
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[Seirios]

Bonjour,

Pourquoi les électrons, qui ont une charge négative, ne "tombent" ils pas "sur" le noyau ? Puisque le noyau a une charge totale positive, cela semblerait cohérent.

Le fait que les électrons soient de charge négative ne pose pas de problèmes en soit dans un modèle planétaire ; par contre, un électron accéléré devrait rayonner, donc perdre de l'énergie et finalement "rentrer" dans le noyau. Pour résoudre ce problème, on utilise le principe d'incertitude de Heisenberg qui interdit de connaître à la fois la quantité de mouvement et la vitesse de l'électron ; tu peux regarder ici pour te faire une idée plus précise de l'intervention de ce principe : http://forums.futura-sciences.com/ph...eisenberg.html

[Thibaut42]

Bonjour,

Sujet déja abordé sur différents sites

http://forums.futura-sciences.com/ph...ondrement.html

http://www.lerepairedessciences.fr/l...ron_proton.htm

[invite0d37e2a1]

Pour connaître la quantité de mouvement ne faut-il pas connaître la vitesse ? Donc si on connais la vitesse on connait la qté de mouvement et par conséquent on connait les deux non ?

Désolé mais je ne comprends pas vraiment pourquoi l'électron ne s'"attache" pas au noyau :/ pardonne mon incompréhension x)

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite0d37e2a1]

(Désolé du double post pas trouver le bouton edit)

Merci pour ces liens :]

[invite0d37e2a1]

Si je comprend bien, c'est l'énergie des photons que l'électron reçoit qui lui permet de maintenir une orbite autour du noyau ?

[curieuxdenature]

Si je comprend bien, c'est l'énergie des photons que l'électron reçoit qui lui permet de maintenir une orbite autour du noyau ?

Bonjour

il ne reçoit pas d'énergie mais il échange celle ci continuellement avec le proton du noyau, cet échange est quantifié, c'est à dire qu'il ne se fait que par quantités bien définies et avec un minimum vital. On parle là de photons virtuels parce que l'échange n'est pas 'visible' directement par la mesure.

Quand le nombre d'électrons autour du noyau augmente, ils prennent tous une place tout aussi bien définie, ce sont les orbitales.
Cela donne un empilement où chacun prend la place qu'il a la permission d'occuper.

Je ne sais pas si ton niveau permet de le comprendre mais je donne un exemple:
l'électron de l'orbitale 1s de l'atome d'hydrogène a un niveau d'énergie de -13.6 eV environ.
Il n'a pas d'autres choix quand il est dans l'état fondamental, plus près du noyau il ne peut pas, il n'y a pas de place permise.
Par contre plus loin il peut le faire.
Sur l'orbitale 2s il occupera un niveau d'énergie -3.4 eV environ.
Et là, le photon qui lui permet de passer à ce niveau est bien réel, il est quantifié, ce n'est qu'en l'irradiant avec 13.6 - 3.4 eV soit avec un photon de 10.2 eV qu'on fait le constat.

En fait c'est en examinant les raies d'émissions de l'hydrogène qu'on observe cette transition, quand l'électron de la couche L retombe sur la couche K(fondamentale) on trouve que le photon a environ cette énergie de 10.2 eV.
Tu verras ça en cours probablement cette année.

[mach3]

On parle là de photons virtuels parce que l'échange n'est pas 'visible' directement par la mesure.

je ne sais pas si c'est une bonne idée de lui parler de photons virtuels qui sont plus un artifice de calcul qu'un échange réel.

Une autre approche est plutôt d'amener l'idée que les électrons et les protons (et tous les autres particules subatomiques) ne sont pas des petites billes avec une surface en dur.
Les concepts "dur", "touché", "contact", "couleur", "position", "trajectoire" et bien d'autres ne font pas sens à ces échelles et ils émergent quand on regarde des systèmes qui contiennent assez de particules (c'est à dire les objets macroscopique de la vie de tous les jours).

L'électron, piégé par l'attraction électrostatique du noyau, se comporte comme une onde stationnaire. Comme sur une corde de guitare, il y a plusieurs modes, plusieurs harmoniques, et il y a un mode "premier", le mode fondamental. C'est dans ce mode que l'électron est, en moyenne, le plus proche du noyau, et même assez souvent dans le noyau. Mais cela ne cause aucun problème, l'électron peut traverser le noyau comme un nuage peut traverser un autre nuage. Classiquement, on pourrait dire que l'électron acquis une vitesse tellement grande en arrivant vers le noyau, qu'il va pouvoir le traverser et repartir aussi loin que de là où il venait.

m@ch3

[Paul1]

Je m'étais également posé cette question mais sous une autre forme:

Pourquoi la lune ne tombe t-elle pas sur la terre ? Parceque la lune posède une vitesse. Elle devrait continuer en ligne droite mais la terre l'atire grace à la gravitation. Si bien que son mouvement se courbe et ainsi de suite, on obtient un mouvement circulaire. C'est une explication simple, en réalité c'est plus complexe.

Pour le mouvement de l'électron autour du noyau c'est un peu pareil. Le noyau remplace la terre, l'électron la lune et l'intércation coulombienne la gravitation. Tu peux donc refaire le même raisonnement car la force de gravitation et la force coulombienne sont toutes les deux des forces en 1/r^2, c'est à dire, inversement proportionelle au carré de la distance séparant respectivement la terre et la lune, et, le noyau et l'électron.

Cette dernière explication est néanmoins fausse car à l'echelle de l'atome les choses ne se passe pas comme pour les planetes. Ce modèle est le modèle planétaire de Rutherford, qui fut invalidé par la suite.

Les autres modèles de l'atome qui suivèrent furent :
_le modèle de Bohr (1913) (invalidé aussi)
_le modèle de Schrödinger (1926) (le modèle actuel, qui pour l'instant est valide)

[invite1acecc80]

Bonjour,

Juste une remarque juste pour chipoter:
Le modèle de Shrödinger n'est pas correcte non plus (celui de 1926):
il manque le spin.

A plus.

[Sexygillou]

Salut,

Quitte à chipoter, aucun modèle n'a jamais été ni ne sera "correct".

[invite1acecc80]

Re,

Sans aller dans les considérations philosophiques, le modèle de Shrödinger décrit bien les spectres si on considère le principe d'exclusion de Pauli.
Sans celui-ci, on ne peut pas par exemple, justifier le doublet jaune du sodium etc....
les règles de remplissage des électrons dans les atomes passent par ce principe. L'exclure serait ne pas retrouver avec une certaine précision, l'ensemble des spectres des atomes excepté celui de l'hydrogène.

[invite0d37e2a1]

Ah d'accord je comprend mieux maintenant
Et à propos des orbites, plus un électron se trouve loin de son noyau moin son énergie est importante mais plus il faut lui en communiquer pour qu'il "s'éloigne" de son noyau ?

[curieuxdenature]

Ah d'accord je comprend mieux maintenant
Et à propos des orbites, plus un électron se trouve loin de son noyau moin son énergie est importante mais plus il faut lui en communiquer pour qu'il "s'éloigne" de son noyau ?

Bonsoir

il faut bien faire la distinction entre l'énergie de l'électron et l'énergie de l'atome complet dans ce sujet.
L'atome dans son état fondamental est un système lié dont l'énergie est à son minimum. Quand son électron est éloigné à l'infini, l'énergie de l'atome est à son maximum.

Mais dans cet état, l'électron peut parfaitement être immobile donc sans énergie cinétique proprement dite, par contre il a une énergie potentielle qui est positive et qui est la différence entre cet état (énergie 0 par définition) et l'état fondamental (-13.6 eV pour l'hydrogène) qui est le minimum possible.

Une fois que tu as compris ça, pour des raisons pratiques tu peux tout-à-fait définir l'état fondamental comme étant le point d'énergie 0, et l'état d'éloignement maximum comme celui du point +13.6 eV, mais il faut savoir de quoi on parle et le préciser avant de poser le problème.