Energie de liaison, probleme de définition

[invite5804a7be]

Bonjour,

Pour moi, l'énergie de liaison, c'est l'energie necessaire à la dissociation des nucléons.

Pourtant, on parle d'energie de liaison de l'électron....

Alors ? Notre ami l'électron va faire des tours dans le nucleus ?
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[invite8241b23e]

C'est l'énergie nécessaire à la dissociation des atomes selon moi.

[invite5804a7be]

Moui mais mon ami le web nous balance des :

"Expression générale désignant l'énergie minimale nécessaire pour retirer un proton ou un neutron d'un atome."

"L'énergie de liaison EL du noyau est l'énergie qu'il faut fournir à ce noyau au repos pour le dissocier en ses A nucléons isolés, également au repos :"

"C'est l'énergie nécessaire à la dissociation des nucléons du noyau."

"On appelle énergie de liaison d'un noyau , notée El , l'énergie que le milieu extérieur doit fournir à un noyau au repos pour le dissocier en nucléons séparés au repos."

Je continue ?

Troublant non .... ?

[invite333943ff]

Hum, ma première réaction (!) serait de dire la même chose que Benjy. Mais un bref petit tour sur Wikipedia à la définition de la liaison chimique me fait maintenant douter !

Toujours sur Wikipedia, pour le sens recherché par Rafael, il est question d'énergie de liaison nucléaire.

Bon, moi je ne fendrais pas un cheveu en quatre avec cette différence car j'imagine que le contexte (molécule vs nucléaire) dissipe toute ambiguité lorsque le concept d'énergie de liaison est invoquée.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite8241b23e]

Rafael.m : tu parles d'néergie de liaison au niveau de électrons ou du noyau ? Je crois qu'il faut commencer par là...

[inviteca6ab349]

Je dirais qu'une autre ambiguité peut se glisser entre l'energie necessaire a retirer un constituant (abusivement appelée energie de liaison d'un electron par exemple) ou celle pour tout casser (ie. l'energie pour enlever tous les electron OU casser tout le noyau, selon le contexte).

[invite5804a7be]

En faisant abstraction du contexte... pour moi l'energie de liaison pour un électron n'existe tout simplement pas ! Et c'est là ma question.

Quant au contexte, il s'agissait d'enlever un électron cible par un électron initial, schéma classique. Et on commence nos affirmations par "si E e-initial>Eliaison e-cible alors blablabla..."

Il faut donc en comprendre que l'énergie d'un orbitale est la même que l'énergie de l'électron qui l'occupe et qu'indifferement les 2 sont nommés +/- abusivement energie de liaison de l'electron ?

Les profs manquent de rigueur en médecine...

[invite603107e6]

Une liaison nécessite deux acteurs et il faut préciser les deux...

[inviteca6ab349]

En faisant abstraction du contexte... pour moi l'energie de liaison pour un électron n'existe tout simplement pas ! Et c'est là ma question.

Quant au contexte, il s'agissait d'enlever un électron cible par un électron initial, schéma classique. Et on commence nos affirmations par "si E e-initial>Eliaison e-cible alors blablabla..."

Il faut donc en comprendre que l'énergie d'un orbitale est la même que l'énergie de l'électron qui l'occupe et qu'indifferement les 2 sont nommés +/- abusivement energie de liaison de l'electron ?

Les profs manquent de rigueur en médecine...

Pas qu'en medecine !!!

[invite3e1953b5]

Ma version :

Quand on parle d'énergie de liaison, c'est pour le noyau. En effet, si tu prends 2 nucléons, disons un proton et un neutron, et que tu les mets ensemble pour former un noyau de deuterium, la masse de celui-ci sera inférieure à la somme des masses de ses constituants. Par E=mc^2, la masse manquante correspond à l'énergie de liaison entre ces 2 nucléons : l'état lié est plus stable que les constituants séparés car de masse inférieure. Il faut donc fournir cette énergie de liaison au noyau pour le dissocier.

Pour un électron, en fait l'énergie de liaison existe mais est extrèmement faible et souvent négligée. Lorsque un électron appartient à un atome, son énergie est négative, c'est un état lié, l'électron est piégé dans l'atome. Pour qu'il puisse s'en échapper, il faut lui fournir une quantité d'énergie suffisante pour que son énergie devienne positive, et qu'il puisse s'échapper. Mais on parle dans ce cas d'énergie d'ionisation (1e, 2e, 3e, etc...)

La différence entre les 2 points de vue est (à mon avis, j'improvise un peu la...) dûe à la différence entre les 2 types d'interactions nucléon-nucléon et noyau-électrons. Dans le cas d'une interaction nuléon-nucléon, c'est l'interaction forte qui est en jeu, qui a une portée infime (10^-3 fermi il me semble), contrairement à l'interaction coulombienne qui lie un électron au noyau, qui se caractérise par l'existence d'un potentiel, de portée infinie, dnoc bien différente de l'interactino forte qui est une interaction 'entre plus proches voisins'

Voilà j'espère que c'est pas torp n'importe quoi et que ça t'éclaire un peu...

[invite8241b23e]

Quand on parle d'énergie de liaison, c'est pour le noyau.

Non non, on parle aussi d'énergie de liaison en thermochimie. C'est par exemple l'énergie qu'il faut fournir pour briser une liaisons simple C-C, ou une liaison double C=O, ou...etc

Ai-je bien répondu à ce que tu disais ?

[invite3e1953b5]

Oui c'est juste
Mais comme le post portait sur les électrons et les noyaux je n'y ai pas pensé... honte à moi

[invite5804a7be]

Ainsi soit il.

Merci pour vos réponses.

Un petit bilan ?
En fait ça ne nous donne pas concretement la réponse à "un electron seul a til une El ? "

Par définition non
Par extension un peu douteuse, peut être.

[invite3e1953b5]

Un électron tout seul a une énergie de liaison. Mais elle est très faible, quelques keV, donc souvent négligée.
Mais je pense que le terme énergie de liaison qui est employé ici fait référence à énergie d'ionisation.
Voila pour le résumé

[inviteca4b3353]

Un électron tout seul a une énergie de liaison. Mais elle est très faible, quelques keV, donc souvent négligée.

Un électron tout seul est un électron qui n'est relié à rien par définition, il ne peut avoir alors d'énergie de liaison... Soyons lucide.

Une énergie de liaison est l'énergie qu'il est nécessaire d'apporter à un couple d'objets pour les séparer, pour rompre la liaison.

Au passage quelques keV est négligeable par rapport à quoi ?

KB

[invite3e1953b5]

Oui bien sur mister Karibou un électron tout seul n'est lié à rien donc n'a pas d'énergie de liaison, mais je me plaçais dans un contexte atomique... là tu chipottes

Quand je dis négligeable devant rien là ok c'est n'importe quoi... Et je me rends compte d'un truc bizarre en même temps. Je disais négligeable lorsque l'on calcule la masse atomique, c'est la somme de la masse nucléaire, de la masse des électrons et de l'ooposé des énergies de liaison des électrons avec le noyau. Dans ce cas on néglige l'énergie de liaison, et on dit que la masse atomique c'est la somme de la masse nucléaire et de la masse des électrons (alors que pour calculer la masse nucléaire il faut tenir compte de l'énergie de liaison et la retrancher a la somme des masses des nucléons individuels). Il me semble que l'énergie de liaison d'un électron est de quelques eV, donc petit devant plusieurs MeV que pèse un noyau. Cependant, ces quelques keV sont bien plus grands que l'énergie d'ionisation (quelques dizaines d'eV)... Donc pourquoi on peut ioniser si bas et ne pas se proccuper de l'énergie de liaison ?

[inviteca4b3353]

là tu chipottes

Je n'ai pas l'impression mais bon...passons.

l'énergie de liaison d'un électron est de quelques eV, donc petit devant plusieurs MeV que pèse un noyau.

Nous sommes d'accord. Et tu peux même négligée la masse des électrons de l'ordre du keV.

Donc pourquoi on peut ioniser si bas et ne pas se proccuper de l'énergie de liaison ?

Parce que tu considères des choses radicalement différentes. L'énergie de liaison électron/noyau est négligeagle devant la masse du noyau, donc tu ne tiens pas compte de l'énergie de liaison en première appoximation.

Par contre, lorsque tu veux ioniser un atome, tu te fous de la masse du noyau ! L'énergie à fournir pour arracher l'électron est l'énergie de liaison. Et là elle n'est plus négligeable puisque c'est la seule contribution au problème

KB

[invite3e1953b5]

Aaah désolé j'ai fait une petite faute de frappe aux grosses conséquences. Je corrige :

l'énergie de liaison d'un électron est de quelques keV, donc petit devant plusieurs MeV que pèse un noyau.

Pour être précis, mon cours me dit que c'est environ 3 keV par électron.

Donc comment se fait-il que l'on puisse ioniser les atomes avec seulement quelques dizaines d'eV, alors que c'est inférieur à l'énergie de liaison ?

[inviteca4b3353]

A priori si je comprends bien tu t'intéresses à un gros noyau avec pas mal d'électrons. Selon la couche sur laquelle gravite ton électron, son interaction avec le noyau sera différente. Plus on s'éloigne du noyau plus l'énergie de liaison est faible, car l'attraction du noyau est écranté par la répulsion des électrons sur les couches internes.
Donc par exemple pour un électron du coeur tu peux avoir une énergie de liaison de l'ordre du keV et une énergie de liaison de l'ordre de l'eV pour les électrons en périphérie.

Bref l'énergie la plus basse à fournir pour ioniser un atome correspond à l'énergie de liaison de l'électron le plus éloigné du noyau (quelques eV).

Par contre pour savoir si d'une manière générale les énergies de liaison sont négligeables devant les masses des nucleons lorsque tu calcules une masse aromique, tu fais une comparaison avec l'énergie de liaison la plus grande possible, celle des électrons de coeurs, qui donnent la majeure contribution à l'ensemble des énergies de liaison.

KB

[invite3e1953b5]

Ah ok donc en fait énergie de liaison et énergie d'ionisation c'est la même chose... Et si je prends le cas d'un atome d'hydrogène dans son fondamental par exemple, son énergie de liaison c'est bien 13,6 eV ? Dans ce cas on est bien loin du keV. Enfin je suppose que cet ordre de grandeur est une moyenne sur beaucoup de noyaux et que l'énergie de liaison d'un électron 1s d'un noyau d'uranium ça doit être bien plus que le keV.

Merci beaucoup Karibou pour ces infos !

[inviteca4b3353]

si je prends le cas d'un atome d'hydrogène dans son fondamental par exemple, son énergie de liaison c'est bien 13,6 eV ? Dans ce cas on est bien loin du keV

Oui c'est bien 13,6 eV et on est loin du keV mais d'un autre coté le potentiel d'interaction est faible par ton électron est attiré par seulement un proton...
Alors que dans l'uranium le potentiel d'interaction est un plus fort car il y a plus de protons :

http://www.webelements.com/webelemen...xt/U/bind.html