énergie et potentiel d'ionisation

[invitee90fd318]

Bonsoir tout le monde!
prière avoir de l'aide,car je suis perdue :s!
Bien le voila mon problème!
Un exercice en atomistique,dont j'ai répondu aux question hormis les deux derniers :s
On me demande de calculer l'énergie et le potentiel d'Ionisation de l'atome Hydrogène!! je ne comprend pas ce que veut dire ça!!
Ce que je sais c'est l'énergie à l'état fondamentale qui vaut 13,6 ev,à partir de laquelle j'ai pu en déduire les 6énergie qui correspondent au six premiers niveaux !! alors c'est quoi cette énergie d'ionisation
La dernière question est de retrouver la valeur de l'énergie d'ionisation en usant la formule de Balmer(pour moi je dois tout d'abord connaitre de pour quel niveau je dois la calculer puisque la formule de Balmer est: sigma=Rh(1/n²-1/n'²) ) voila quoi!!
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[invitee90fd318]

cocouuuuuuu besoin de votre aide!!

[invite6dffde4c]

Bonjour.
L'énergie d'ionisation est l'énergie nécessaire pour arracher (l'emmener jusqu'à l'infini) le dernier électron d'un atome ou molécule à l'état fondamental.
Dans votre formule le n' vaut infini et n la valeur la plus basse possible (2).
Au revoir.

[curieuxdenature]

Ce que je sais c'est l'énergie à l'état fondamentale qui vaut 13,6 ev,à partir de laquelle j'ai pu en déduire les 6énergie qui correspondent au six premiers niveaux !! alors c'est quoi cette énergie d'ionisation

Bonjour soumautc

en toute rigueur, le signe donné à cette énergie doit te permettre de mieux comprendre le phénomène.
Vérifie bien l'équation, ce n'est pas 13.606 eV mais -13.606 eV qui est le niveau fondamental de l'électron dans l'atome (pas la molécule) d'hydrogène.
Le niveau 0 correspond, comme le précise LPFR à n'=infini
Un niveau positif correspond alors à un électron doué d'une énergie cinétique d'éjection, c'est du supplément.

Donc, en définitive la réponse est fournie dans l'énoncé, il suffit de mettre le bon signe à chaque réponse.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite7ce6aa19]

Bonjour.
L'énergie d'ionisation est l'énergie nécessaire pour arracher (l'emmener jusqu'à l'infini) le dernier électron d'un atome ou molécule à l'état fondamental.

Bonjour,

J'en profite pour un commentaire qui peut-être ignoré par soumautc (mais pas si sûr que çà).

Il faudrait écrire:


L'énergie d'ionisation est l'énergie nécessaire pour arracher (l'emmener jusqu'à l'infini) un (et non le dernier) électron d'un atome ou molécule à l'état fondamental.

En effet le travail à fournir pour extraire un électron parmi N est:

W = E(N-1) + Enérgie de l'électron au repos à l'infini - E(N)

Donc:


W= E(N-1) - E(N)


Pour un système à 1 électron cela donne:

W = 0 -[-13,6 ev) = 13,6 eV ouf!!


Pour un système à plusieurs électrons, cela devient très vite compliqué car il faut calculer (avec actuellement des approximations) l'énergie d'un système à N corps. Ceci est valable pour N relativement petit.

Pour N très grand on peut montrer que la solution du problème correspond aux poles d'une fonction de Green dont les solutions décrivent la bande de valence, cad le spectre des trous.


En tous cas il ne faut jamais dire, en physique, que l'on enlève un électron dans l'orbitale du dessus. On peut le dire à titre d'image, ou pour faire des raisons très très approximatifs en chimie.

[invite6dffde4c]

Il faudrait écrire:


L'énergie d'ionisation est l'énergie nécessaire pour arracher (l'emmener jusqu'à l'infini) un (et non le dernier) électron d'un atome ou molécule à l'état fondamental.
...

Re.
Quand on donne l'énergie d'ionisation d'un élément, il s'agit toujours du dernier électron, le moins lié.
A+

[invite7ce6aa19]

Re.
Quand on donne l'énergie d'ionisation d'un élément, il s'agit toujours du dernier électron, le moins lié.
A+

Pas du tout.

quand on donne l'énergie de ionisation d'un élément on donne la valeur expérimentale, en l'occurrence ici la plus faible.

Quand tu dis l'énergie du dernier électron (sous-entendu celui situé sur le dernier niveau) cela correspond à un modèle. Ce modèle à l'avantage d'utiliser un langage qualitatif, mais est très loin de la réalité.

On peut le comprendre qualitativement ainsi:

Quand tu enlèves un électron de ton niveau supérieur , les (N-1) autres électrons se réorganisent pour diminuer leur énergie. Il s'agit donc d'une relaxation. Cela veut dire que l'énergie de la dernière orbitale donne une très mauvaise idée de l'énergie d' ionisation. En quelque sorte cela vient à négliger la relaxation du gaz électronique dans l'état final. Autrement dit l'énergie de ionisation est surestimée.

[invite6dffde4c]

Pas du tout.
...

Re.
Je pense que nous resterons en désaccord.
Dans wikipedia:
The term ionization energy (EI) of an atom or molecule is the minimal energy required to remove (to infinity) an electron from the atom or molecule isolated in free space and in its ground electronic state.
A+

[invite7ce6aa19]

Re.
Je pense que nous resterons en désaccord.
Dans wikipedia:
The term ionization energy (EI) of an atom or molecule is the minimal energy required to remove (to infinity) an electron from the atom or molecule isolated in free space and in its ground electronic state.
A+

On peut être en désaccord, pourquoi pas. l'article de wikipedia est visiblement écrit par un chimiste et il a fait beaucoup d'effort pour se faire une idée du problème. Je constate même qu'il cite le théorème de Koopmans, ce qui est bien.

Néanmoins ce que j'ai écrit est rigoureux, ne serait-ce que j'ai passé une bonne partie de ma vie professionnelle sur certaines catégories de Pb à N corps en physique du solide. il faut être au point sur le problème des atomes et des molécules. D'ailleurs j'ai passé 3 mois à faire des calculs numériques avec le groupe de chimie théorique de Toulouse, notamment sur l'énergie d'îonisation des atomes de transition.

Désolé sur les arguments d'autorité. mais tu poseras la question à n'importe quel théoricien du pb à N corps, il te dira rigoureusement la même chose, pour la simple raison que ce que j'ai écrit c'est basique. C'est également ce que j'ai enseigné pendant 5 ans dans un DEA quelque part en Bretagne.

[curieuxdenature]

Bonjour

ce que je sais, est que ce terme est assez peu intuitif à comprendre.
Le mieux est encore de préciser le degré de l'ionisation qu'on réclame, pour H, pas de problème, il n'y a qu'un électron on ne peut pas se tromper.
Pour He ça se complique, l'énergie de la couche 1s est de -39.412 eV(par électron) alors que l'énergie de 1ère ionisation est de 24.59 eV.
Pour calculer l'énergie de seconde ionisation il faut faire le total(39.4*2) et lui ôter les 24.59 eV.
Cela donne 54.4 eV pour éplucher le deuxième bien qu'ils soient tous deux sur la même "couche".

[curieuxdenature]

bien qu'ils étaient tous deux sur la même "couche".

[invitee90fd318]

Merci tout le monde pour vos explications
En fait avant hier j'ai consultée un doc en chimie,en lui posant la question:c'est quoi la différence entre énergie d'ionisation et Potentiel d'ionisation?La réponse est unique,et directe: la valeur du potentiel d'ionisation est l'opposé de celle de l'énergie d'ionisation!!!!! ==>Potentiel= - énergie d'ionisation!!! Est-ce vrai ça?

[invite6dffde4c]

Merci tout le monde pour vos explications
En fait avant hier j'ai consultée un doc en chimie,en lui posant la question:c'est quoi la différence entre énergie d'ionisation et Potentiel d'ionisation?La réponse est unique,et directe: la valeur du potentiel d'ionisation est l'opposé de celle de l'énergie d'ionisation!!!!! ==>Potentiel= - énergie d'ionisation!!! Est-ce vrai ça?

Bonjour.
Tel quel c'est une connerie. Un potentiel n'est pas une énergie. Mais on peut donner le potentiel sous lequel un électron acquiert une énergie donné. Il reste encore à le multiplier par la charge pour obtenir une énergie.
De même, dire que l'énergie d'ionisation est négative c'est absurde. Il faut fournir de l'énergie pour ioniser un atome ou molécule.
Il y a probablement un sac de nœuds dans la tête de celui qui l'a écrit, avec l'énergie potentielle d'un électron dans un atome. Cette énergie est négative si, par convention, on prend le zéro d'énergie potentielle de référence à l'infini. Dans ce cas, un électron fournit de l'énergie en retombant dans l'atome (cela donne les raies d'émission), et son énergie potentielle dévient négative.
Au revoir.