l'énergie de cohésion interatomique

[invite9b08473c]

Bonjour tous le monde;
c'est la première fois que je suis parmi vous ,
j'ai problème concernant l'énergie de cohésion interatomique (la courbe ressemble à une cloche renversée), bein je comprend pas : la distance c'est entre le noyau et les électrons ou quoi? si c'est juste comment ca se fait qu'ont ils dessinent la position des électrons ca sera dans la cloche ?
je comprend plus rien dans cette énergie (ce que je comprend c'est que elle=énergie de répulsion+attraction)
et en plus ce que je comprend pas c'est le passage de cette énergie au cristal (puit).
SVP si vous avez quelque chose pour moi ( des cours ou explication pour débbbbbuuuuutan-quelqu'un qui vois ca pour la première fois ) je serais très reconnaissante
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[Amanuensis]

Bonjour, et bienvenue sur le forum,

Les courbes genre celles qu'on voit sur ce site : http://fr.wikipedia.org/wiki/Potentiel_interatomique ?

[Deedee81]

Bonjour,

Bienvenue sur Futura.

EDIT croisement avec Amanuensis (le lien wikipedia est plus intéressant que celui que j'ai mis ici pour poser la même question, wikipedia peut donner aussi des explications utiles)

C'est de ce genre de chose dont tu parles ?
http://www.ac-nancy-metz.fr/enseign/.../liaisons.html
(voir le graphique tout au début)

La distance qui est indiquée c'est la distance entre deux atomes.

Lorsque les atomes sont éloignés, il n'y a quasiment pas d'interactions. Plus proche, il y a une interaction qui peut être attractive (dans le cas qui nous préoccupe) : van der Waals, liaison chimique,... Plus proche encore, les nuages d'électrons s'interpénètrent, les noyaux se rapprochent et comme ils ont une forte charge positive, l'interaction devient fortement répulsive.

Il y a donc une position d'équilibre, d'énergie minimale.

Je ne comprend pas trop cette phrase :

si c'est juste comment ca se fait qu'ont ils dessinent la position des électrons ca sera dans la cloche ?

Eventuellement, si tu en disposes, donne un lien ou met une image dans le message (dans ce dernier cas il faut juste patienter un peu qu'un modérateur valide ton image), pour mieux expliquer tes questions.

[invite9b08473c]

Rebonjour Deedee,
votre phrase " Il y a donc une position d'équilibre, d'énergie minimale" ca veux dire que les deux atomes ne peuvent ni se rapprochés (diminution de la distance) ni s'éloignés (augmentation de la distance ) c'est ca?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Amanuensis]

Ils peuvent, mais leur énergie mutuelle augmente dans les deux cas, cela fait des oscillations.

Le point bas de la courbe est le point de stabilité, comme le point bas de la trajectoire d'une balançoire est son point de stabilité.

[mariposa]

Bonjour tous le monde;
c'est la première fois que je suis parmi vous ,
j'ai problème concernant l'énergie de cohésion interatomique (la courbe ressemble à une cloche renversée), bein je comprend pas : la distance c'est entre le noyau et les électrons ou quoi? si c'est juste comment ca se fait qu'ont ils dessinent la position des électrons ca sera dans la cloche ?
je comprend plus rien dans cette énergie (ce que je comprend c'est que elle=énergie de répulsion+attraction)
et en plus ce que je comprend pas c'est le passage de cette énergie au cristal (puit).
SVP si vous avez quelque chose pour moi ( des cours ou explication pour débbbbbuuuuutan-quelqu'un qui vois ca pour la première fois ) je serais très reconnaissante

Bonjour,


l'essentiel a été dit par tous les auteurs je complète par quelques petits plus.


Pour calculer les distances interatomiques Ri d'une molécule on calcul l'énergie totale E du système (sans tenir compte de l'énergie cinétique des noyaux) en fonction des distances interatomiques Ri et on cherche le minimun d'énergie.(cette procédure est justifiée dans le cas de l'approximation adiabatique) autrement dit cette énergie correspond a l'énergie potentielle interatomiques. Pour un atome a 2 molécules on cherche le minimun de E(R) soit E(R°). ce calcul ne peut se faire que par calculateur.

On peut écrire la valeur de l'énergie au voisinage de R0 sous la forme d'un DL:

E (R) = E(R°) + a.(R-R°)2 + ...

On voisinage de l'équilibre l'énergie totale (on rajoute l'énergie cinétique) peut s'écrire:

E(R) = E(R°) + p2/2M + a.(R-R°)2 + ..

On voit ainsi que l'on a un oscillateur harmonique classique qui après quantification donnera des niveaux équidistants que l'on appelle niveaux vibratoires. (pour les molécules ces niveaux correspond à l'infrarouge). Pour un cristal il y aura une collection d'oscillateurs indépendants dont les excitations s’appellent phonons (qui ont le même statut que les photons quantification de l'espace libre)

[Deedee81]

EDIT croisement avec Mariposa qui a adopté une approche plus quantitative. C'est parfait, ça se complémente

Cette histoire de point d'équilibre est assez générale en physique et a des raisons assez simples.

Lorsque l'on a un système, il a tendance à évoluer en diminuant son énergie (sauf si une raison particulière empêche cette évolution, une loi de conservation par exemple, heureusement sinon les planètes tomberait sur le Soleil ). L'excès d'énergie est évacué sous diverses formes : vibrations dans un matériaux (chaleur), rayonnement, etc...

Par contre, il ne va pas spontanément augmenter son énergie car pour cela il faudrait là lui fournir cette énergie (*).

C'est pourquoi une diminution d'énergie dans la formation d'un système est considéré comme un critère de stabilité. Par exemple dans la liaison entre deux atomes.

(*) Cela fournit évidemment un moyen de s'éloigner de cet état d'équilibre. Il suffit de fournir l'énergie (par chauffage, rayonnement,...)

Lorsque le système est presque dans l'état d'énergie minimale, il y a deux cas/raisons où il ne va pas atteindre l'équilibre "parfait"
- D'une part les systèmes quantiques ont toujours une certaine énergie résiduelle. C'est le cas des molécules diatomiques. Cela donne ce que Amanuensis a signalé. Une vibration (entre les deux états d'énergie correspondant, il suffit de tracer une ligne horizontale qui coupe la cloche un peu au-dessus du minimum).
- D'autre part, il peut y avoir de l'énergie disponible dans l'environnement. C'est le cas à température non nulle. La théorie est souvent établie dans le cas T = 0. Mais évidemment en pratique, il fait un peu plus chaud que le zéro absolu Cela nécessite l'usage de la physique statistique, ce qui n'est pas trivial. Mais en gros il y a toujours un peu d'agitation thermique dans l'environnement, communiquant (ou plutôt échangeant) de l'énergie avec notre système de deux atomes. Pour certains matériaux, même à température ambiante, cela peut être fatal (certains composés se décomposent à température ambiante) mais pour la plupart des liens chimiques, la température ambiante est trop faible pour "casser" ces liens. C'est stable. Mais avec des vibrations résiduelles. Dans un cristal, ces vibrations vont s'échanger entre toutes les liaisons entre atomes et on va avoir pour résultat des vibrations (quantifiées, phonons) se propageant dans tout le cristal.

J'espère que j'ai été clair. Si j'ai dit quelque chose d'obscur, n'hésite pas à le dire.

[invite9b08473c]

merci beaucoup , je vais étudier ce que vous m'avez envoyé et expliqué attentivement , et si je comprend pas quelque chose je vais encore faire appel à vous chers amis