Problème avec temps de vie et configuration électronique

[PetiteAnne]

Bonjour,

J'ai encore un nouveau problème concernant la configuration électronique et si je demande votre aide, c'est que je ne trouve rien dans le cours pour m'aider, ni sur internet (mais vraiment rien sur internent là-dessus ) ... Pourriez-vous m'aider à le comprendre (si vous pouviez m'orienter par rapport aux équations à utiliser par exemple) ? Ou me donner des références sur internet éventuelles si vous êtes mieux renseignés ?
Voici le problème :

Soit de l'helium dans l'état 1s3p ( ) On donne les énergies de différents états, donnés pelle-mêle en cm^−1 . On a aussi un tableau composé d'une colonne "niveau de départ", "niveau d'arrivée", "longueur d'onde" (donnée pour chacune des 7 lignes du tableau) et une dernière colonne "A (sec^−1", (A étant un taux de désexcitation pour la ligne en question).

1) tracer qualitativement le Grotrian.
2) indiquer les transitions du tableau en complétant celui-ci (niveaux final & initial, avec terme et configuration)
3) donner le temps de vie du 1s3d
4) Après combien de temps la moitié de l'hélium sera dans l'état fondamental?


Alors, normalement (sans les données chiffrées c'est un poil plus compliqué mais bon, je ferais comme ça) faut dessiner un truc comme ça : http://en.wikipedia.org/wiki/File:Grotrian_H.svg --> (c'est tout ce que j'ai pu trouver pour m'aider avec le Grotrian que je ne comprends pas et ça grâce à un ami).

Sachant qu'on est en 3p et qu'on considère que les désexcitations (donc il faut mettre que 1s, 2s 2p 3s et 3p), on a des règles de sélections qui disent de quels à quels niveaux on peut aller --> là-dessus je coince déjà

Le tableau donne des longueurs d'onde, on peut donc calculer les énergies de transitions je suppose avec la relation E/hc=, et comme on connait les énergies des niveaux, on peut retrouver quelle transition va où dans le tableau. --> mais je n'en suis pas sûre ...

Et pour les 2 dernières sous-questions, ça joue sûrement avec le A donné --> mais je n'en sais pas plus et ne suis pas avancée pour autant

Pour les temps de demi vie, alors là comme il ne s'agit pas d'isotope mais d'un changement de configuration électronique, je ne vois pas du tout quoi utiliser comme équation (probablement une loi exponentielle décroissante mais je ne la connais pas

Quelqu'un pourrait m'aider, s'il vous plaît ? J'en ai vraiment besoin et en plus le temps me manque cruellement J'ai pourtant mis tant de temps déjà à effectuer des tas de recherches là-dessus en vain
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[coussin]

Est-ce que cette page vous aide ? http://www.files.chem.vt.edu/chem-ed.../lifetime.html

[PetiteAnne]

Je pense que oui ! Merci !

J'ai encore d'autres soucis avec cette question bien sûr mais je vous remercie vraiment pour cette page web (et dire que ça faisait des heures que je cherchais ce genre d'informations ...). Ca m'aidera énormément pour les questions avec les temps de demi vie

[PetiteAnne]

Bien que les questions de mon 1er message tiennent toujours, j'ai une question qui s'est insérée dans ma tête (je crois qu'on en a peut-être besoin pour cet ex mais là encore je n'en suis pas sûre). Voici ma question :
je vois sur wiki que l'énergie de 1ère ionisation de est 24,59eV
mais l'énergie d'ionisation est égale à
-(Z².13,6eV/n²) ce qui ne donne pas 24,59eV pour n=1, Z=2 (c'est-à-dire l'hélium). Je ne comprends pas.
Quelqu'un pourrait-il me dire là où je me trompe ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[coussin]

je vois sur wiki que l'énergie de 1ère ionisation de est 24,59eV
mais l'énergie d'ionisation est égale à
-(Z².13,6eV/n²) ce qui ne donne pas 24,59eV pour n=1, Z=2 (c'est-à-dire l'hélium).

La formule que vous donnez est applicable seulement à des atomes hydrogénoïdes (ce que n'est pas l'hélium neutre)

[PetiteAnne]

Une fois de plus merci !

Mais pour le document web que vous proposez même si c'est bien expliqué, je ne vois comment l'appliquer à mon ex ...
Je me demandais si on ne pouvait pas échapper aux coef d'Einstein d'émission spontanée de la façon suivante :
t demi vie = = ln 2/
mais E/hc=1/
Donc =E ln2/hc
Or, on demande le temps de vie du 1s3d --> je suppose que cela veut dire combien de temps passe avant de retomber dans l'état fondamental 1s²
Donc, comme transitions, on aura les transitions n=3 à n=2 et n=2 à n=1 (état fondamental n=1)
Or par l'approximation de l'oscillateur harmonique E=h(n+3/2) (en 3 dimensions).
Puis, on obtient en additionnant les 2 transitions :
=(E_32+E_21) ln2/hc

Mais je ne suis pas sûre du tout qu'on puisse faire ces démarches-là ??

[coussin]

Vous dites dans votre premier message qu'on vous donne les coefficients d'Einstein A. La durée de vie de chaque état est 1/A, tout simplement. Reste plus qu'à, éventuellement, sommer sur les transitions possibles comme vous le dites

PS: votre formule ci-dessus tau=ln 2/lambda n'est pas homogène. tau doit être un temps et 1/lambda n'est pas un temps. 1/A est un temps (puisque donnés en sec^-1 comme vous le dites)

[PetiteAnne]

Merci ! Mais en fait, j'ignorais que le A donné, c'était les coef d'Einstein, je ne faisais plus le lien.
Peut-être le "sec^-1" au lieu de la notation traditionnelle s^-1 m'avait bêtement déboussolée ...
J'étais complètement à côté de la plaque. (Trop de nuits blanches pour les exams ...).
Et sinon oui c'était horrible ce que j'ai écrit pour le temps de demi vie ... Je m'en rends compte. Désolée.
Encore merci !