Question à propos du modèle atomique de Bohr

[invitef21c65b7]

Bonjour alors voilà:

On considère un atome pris dans son état fondamental. Le niveau fondamental de cet atome à pour energie E1=-25eV

Si je désire ioniser l'atome, soit l'exciter, je dois lui fournir une energie minimale de 25eV. Si cela arrive, alors il passera au niveau E2 (qui peut être -22 ou -19 je ne sais pas en tout cas pas < à -25). Dites moi si jusque la ca va svp ^^

Mais si cela est vrai, alors ca veut dire que si par exemple E2=-19eV, il faudra 19eV pour l'exciter et le faire passer en E3, soit moins d'energie qu'il en fallait pour passer en E2. Ca voudrait donc dire qu'il est de plus en plus "facile" d'exciter un noyau. Je trouve cette conclusion étrange. Vous pouvez m'aider svp et dire si ce que je dis ici est juste. Merci.
-----

[invitef21c65b7]

Bon je me suis embrouillé tout seul en fait je dois confondre les niveaux d'excitation comme si un niveau équivalait à une ionisation alors qu'en fait (je crois...) les niveaux d'états sont des étapes avant la ionisation qui serait le niveau maximal soit 0v. D'ou la différence d'énergie delta pour l'atteindre. Et donc pour passer de E1 à E2=-19eV il me faudrait delta, la différence, soit 6eV bon je comprends mieux la mais alors que représentent finalement ces "états" ou "niveaux" intermédiaires d'energie physiquement?

[LPFR]

Bonjour.
Si le niveau fondamental est à -25 eV et vous lui communiquez 25 eV, l'électron sera libre et l'atome ionisé.

Comme peut-être on ne vous l'a pas dit, sachez que le modèle de Bohr ne fonctionne que pour une partie du spectre de l'hydrogène et pour aucun autre élément. Il a été crée en 1910 et abandonné par les scientifiques en 1924 en faveur du modèle ondulatoire.
Il n'est conservé que dans les musées et dans l'enseignement secondaire.
Au revoir.

[invitef21c65b7]

Merci pour ta réponse LPFR. Ca fait toujours plaisir de savoir que ce qu'on apprend au Lycée est obsolète (ou du moins très limité juste pour une partie du spectre de l'atome H lol). Mais encore je comprend bien ce qu'est une ionisation, encore je n'arrive pas à me représenter physiquement ce qu'il se passe entre l'état fondamental non excité E1 et l'état ionisé (niveau max si on veut).Que représentent ces différents niveaux intermédiaires? Ou alors il n'y a pas d'explications réellement?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Rhodes77]

Merci pour ta réponse LPFR. Ca fait toujours plaisir de savoir que ce qu'on apprend au Lycée est obsolète (ou du moins très limité juste pour une partie du spectre de l'atome H lol). Mais encore je comprend bien ce qu'est une ionisation, encore je n'arrive pas à me représenter physiquement ce qu'il se passe entre l'état fondamental non excité E1 et l'état ionisé (niveau max si on veut).Que représentent ces différents niveaux intermédiaires? Ou alors il n'y a pas d'explications réellement?

Bonjour,

Figurez vous un puits de pierre au fond duquel vous seriez tombé. Pour remonter vous pouvez vous accrocher aux pierres. A certains niveaux du puits, des pierres plus grosses vous permettent de vous reposer.
Ben l'électron c'est pareil. Au fond du puits y'a le noyau. L'électron sera libre (ionisation) s'il arrive à remonter du fond du puits. Pour cela il a besoin d'énergie (comme vous, qui allez vous fatiguer à remonter).
Soit "on" lui donne beaucoup d'énergie et il remonte d'un coup hors du puits, soit on lui donne l'énergie par étape, et il remonte gentiment, plateau par plateau.
Ces "plateaux" sont les niveaux d'énergies accessibles à un électron dans le puits.

Fin de la métaphore. Ca vous a aidé ou c'est pire ?

[LPFR]

Re.
Je n'appellerais pas "état max", l'état de l'électron ionisé. Car ce n'est pas un état lié à l'atome. L'électron est libre.
On ne détaille pas ce qui se passe "pendant" l'ionisation ou pendant le passage d'un état à un autre. Un moment avant l'électron se trouvait dans un état et l'instant d'après il se trouve dans l'autre avec, éventuellement, un photon en plus ou en moins (s'il s'agit d'une absorption ou émission de photon). Il n'y a pas d'états intermédiaires.

Je voudrais bien que vous dissiez, pour les autres enseignants du forum, si on vous a dit ou non que le modèle de Bohr n'est plus utilisé et qu'il ne fonctionne que pour une partie de l'hydrogène.
Car une partie des membres de ce forum trouve que je suis méchant avec les collègues du secondaire.
A+

[Deedee81]

Salut,

Un moment avant l'électron se trouvait dans un état et l'instant d'après il se trouve dans l'autre avec, éventuellement, un photon en plus ou en moins (s'il s'agit d'une absorption ou émission de photon). Il n'y a pas d'états intermédiaires.

Je suppose que tu fais référence au modèle de Bohr ?

On peut décrire la transition mais c'est vachement compliqué : fonctions d'ondes et équations de Schrödinger dépendant du temps. Gasp.

Je ne sais plus (désolé) où j'avais vu le résultat d'un calcul (numérique ?) où on voit nettement l'orbitale se déformer en oscillant entre l'état initial et final, avec une fréquence égale à la fréquence d'émission. C'est fort instructif je trouve.

Car une partie des membres de ce forum trouve que je suis méchant avec les collègues du secondaire.

Je ne sais pas.

Mais je trouve que pour un enseignant le minimum est d'indiquer l'existence d'outils plus poussés (plus généraux, plus précis, plus corrects) sans devoir nécessairement les citer, de dire que le modèle de Bohr a surtout un intérêt pédagogique, historique ou illustratif (par exemple pour illustrer sur papier facilement les liaisons chimiques ). Il faut aussi indiquer les limites du modèle, même si ce n'est que les principales. Même pour un enseignant du secondaire, le niveau non universitaire n'implique pas d'induire en erreur.

Je ne compte pas le nombre de fois où mes profs de chimie ou de physique m'ont répondu "tu verras cela à l'université" (ce qui s'est avéré exact ) mais ils ne m'ont jamais induit en erreur (même la pauvre madame H* bombardée prof de physique à son corps défendant et qui avait des sueurs froides chaque fois qu'on posait une question qui n'était pas dans son carnet de notes ).

[invitef21c65b7]

D'accord donc physiquement ca ne s'explique pas vraiment c'est tiré de constatations. Merci pour vos réponses. En fait je ne demandais pas une explication imagée du modèle de Bohr (qui est déjà assez clair je trouve schématiquement) mais bien de ce que représentait réellement ces niveaux intermédiaires. Mais merci quand même pour la métaphore

Et je tiens à préciser que mon prof n'a pas souligner le fait que ce système est à utiliser dans le cas de l'hydrogène. Attention je ne généralise pas sur l'ensemble du corps enseignant. Ce n'est pas méchant hein^^

[gatsu]

On peut décrire la transition mais c'est vachement compliqué : fonctions d'ondes et équations de Schrödinger dépendant du temps. Gasp.
Je ne sais plus (désolé) où j'avais vu le résultat d'un calcul (numérique ?) où on voit nettement l'orbitale se déformer en oscillant entre l'état initial et final, avec une fréquence égale à la fréquence d'émission. C'est fort instructif je trouve.

Salut,
C'était un modèle semi-classique non ? En principe, lorsqu'on quantifie le champ EM ça se passe comme l'a décrit LPFR non ? On ne peut pas faire de demi-photon.
Et du coup, je ne vois pas bien comment on peut avoir un photon éjecté et un état intermédiare transitioire pour l'orbitale électronique.

Mais je trouve que pour un enseignant le minimum est d'indiquer l'existence d'outils plus poussés (plus généraux, plus précis, plus corrects) sans devoir nécessairement les citer, de dire que le modèle de Bohr a surtout un intérêt pédagogique, historique ou illustratif (par exemple pour illustrer sur papier facilement les liaisons chimiques ). Il faut aussi indiquer les limites du modèle, même si ce n'est que les principales. Même pour un enseignant du secondaire, le niveau non universitaire n'implique pas d'induire en erreur.

Je ne vais pas me donner trop d'importance en imaginant que la remarque de LPFR m'était en partie destinée mais concernant le modèle de Bohr, il y a beaucoup de non vérités qui sont dites et c'est ce que, personnellement, je n'apprécie pas.

En particulier, le lieu commun (que j'ai entendu pendant longtemps et vu fréquemment sur le forum) veut que le modèle de Bohr est faux car il ne tient pas compte du fait que l'électron rayonne...ce qui est faux puisque Bohr a construit son modèle exactement pour tenir compte de ce fait.

Les vrais raisons de son échec ont été essentiellement déjà invoquées par LPFR aussi je ne vais pas les reciter mais il est aussi intéressant de souligner que des états très excités d'atomes hydrogénoides ou de certains atomes alcalins (appelés états de Rhydberg) sont très bien modélisés par le modèle de Bohr.

Vous avez tous raison de spécifier qu'il faut préciser les limites du modèle de Bohr mais je le trouve beaucoup trop dénigré pour ce qu'il est capable de faire, de façon extremement simple, et en introduisant déjà des concepts difficiles tels que la longueur d'onde quantique d'un objet, la quantification du moment cinétique et la quantification des niveaux d'énergie qui s'en suit.

Le seul point qui fait vraiment "tache" dans le modèle est la non prédiction d'états à moment cinétique nul.

Notons bien sûr que je parle du secondaire car évidemment, il y a bien un moment où le modèle de Schrodinger devra être introduit et justement partir des problèmes historiques réels rencontrés par le modèle de Bohr parait être un bon début.

[Deedee81]

Salut,

C'était un modèle semi-classique non ? En principe, lorsqu'on quantifie le champ EM ça se passe comme l'a décrit LPFR non ? On ne peut pas faire de demi-photon.
Et du coup, je ne vois pas bien comment on peut avoir un photon éjecté et un état intermédiare transitioire pour l'orbitale électronique.

Dans ce modèle je ne parlais effectivement pas du photon. C'est bien semi-classique. Ce qui est éjectée est une onde EM plus ou moins tarabiscotée d'énergie totale égale à la séparation des niveaux et de fréquence plus ou moins bien concentrée autour de la fréquence E/h.

En principe, ce paquet d'ondes correspond à un photon dans l'état correspondant à cette onde (ce n'est pas un état pur dans la base fréquence) mais il est clair que ce modèle ne le décrit pas.

Vous avez tous raison de spécifier qu'il faut préciser les limites du modèle de Bohr mais je le trouve beaucoup trop dénigré pour ce qu'il est capable de faire, de façon extremement simple, et en introduisant déjà des concepts difficiles tels que la longueur d'onde quantique d'un objet, la quantification du moment cinétique et la quantification des niveaux d'énergie qui s'en suit.

Ne t'en fait pas. Ce n'est pas mon cas. Mes cours universitaire commençaient par là (en chimie physique, la MQ étant vue en physique après) avec ces avertissements d'usage. Et j'ai beaucoup apprécié.

Ce n'est pas le modèle qui me désole mais (comme tu l'as signalé) les contre-vérités. Force aussi de constater que c'est le cas de presque tout en physique, pas seulement Bohr (et je ne parle pas de l'enseignement, j'ai un échantillon trop faible, mes cours, pour juger, plutôt de ce qu'on peut entendre dans les médias ou lire un peu partout sur le net).

[Deedee81]

Recitfication/précision

d'énergie totale égale à la séparation des niveaux et de fréquence plus ou moins bien concentrée autour de la fréquence E/h.

Energie moyenne <E>, l'énergie exacte étant soumise au principe d'indétermination vu le temps fini de la transition.