Niveaux d'énergie de l'atome d'hydrogène
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Niveaux d'énergie de l'atome d'hydrogène



  1. #1
    mav62

    Niveaux d'énergie de l'atome d'hydrogène


    ------

    Bonjour,
    En observant le diagramme d'énergie de l'atome d'hydrogène et plus particulièrement les transitions qui occasionnent l'émission de lumière visible (série de Balmer), je n'ai pas compris pourquoi l'électron en changeant d'orbite reviendrait sur le niveau d'énergie n = 2 alors que son niveau d'énergie stable est n = 1. S'agit-il d'un état intermédiaire soit une transition par exemple n=4 à n=2 puis une autre à n=1 ? Merci d'avance pour vos réponses.

    -----

  2. #2
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Niveaux d'énergie de l'atome d'hydrogène

    Bonjour,

    Citation Envoyé par mav62 Voir le message
    En observant le diagramme d'énergie de l'atome d'hydrogène et plus particulièrement les transitions qui occasionnent l'émission de lumière visible (série de Balmer), je n'ai pas compris pourquoi l'électron en changeant d'orbite reviendrait sur le niveau d'énergie n = 2 alors que son niveau d'énergie stable est n = 1. S'agit-il d'un état intermédiaire soit une transition par exemple n=4 à n=2 puis une autre à n=1 ? Merci d'avance pour vos réponses.
    D'une manière générale, les transitions sont probabilistes (on est en plein dans la mécanique quantique). Donc, l'électron a une certaine probabilité de retomber sur le niveau n = 1 et une certaine probabilité de retomber d'abord sur le niveau n = 2 (ou autre).

    D'une manière plus particulières, différentes raisons font qu'il y a des règles de sélections : toutes les transitions ne sont pas permises (ou ont une probabilité très faible).
    (après une vérif rapide, c'est curieusement difficile à trouver sur le net. Mais c'est en tout cas expliqué en détail dans les livres de Landau. Le calcul des probabilités de transition n'est pas très facile).
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  3. #3
    mav62

    Re : Niveaux d'énergie de l'atome d'hydrogène

    Merci pour la réponse.
    Concernant le lien entre entre les niveaux d'énergie et les couches électroniques du modèle de Bohr, il existe 7 couches électroniques (K à Q) donc sur le diagramme d'énergie il n'y aurait que 7 niveaux plus le niveau infini où l'électron quitte l'atome. Cela est-il exact où il y a plus de niveaux d'énergie que 8 ?

  4. #4
    coussin

    Re : Niveaux d'énergie de l'atome d'hydrogène

    Il y a, en fait, une infinité de niveau.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    mach3
    Modérateur

    Re : Niveaux d'énergie de l'atome d'hydrogène

    Il y a une infinité de niveaux, mais ceux-ci étant de plus en plus rapprochés et proches de l'état ionisé (ce que tu appelles le niveau infini), ils n'ont pas beaucoup d'importance en pratique. De plus les transitions entre ces niveaux sont dans le domaine des ondes radio, donc pas aussi simples à observer que celles qui descendent dans les niveaux bas (pour l'hydrogène, typiquement on a n=1 UV, n=2 visible, n=3,4,5,6 infrarouge)

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  7. #6
    mav62

    Re : Niveaux d'énergie de l'atome d'hydrogène

    Par contre les premiers niveaux correspondent-ils bien aux couches électroniques ?

  8. #7
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Niveaux d'énergie de l'atome d'hydrogène

    Salut,

    Citation Envoyé par mav62 Voir le message
    Par contre les premiers niveaux correspondent-ils bien aux couches électroniques ?
    Tu veux dire les couches K, L,... ?

    La réponse est oui.

    Note que tous ces niveaux correspondent à des couches électroniques. Simplement on ne nomme que les premières car c'est les plus importantes en spectroscopie (ou en chimie). Au delà, les niveaux sont beaucoup plus serrés et la différence d'énergie devient très faible entre deux niveaux (en en tombant de niveau en niveau, l'électron commence à avoir un "comportement classique" avec un rayonnement "quasi continu" correspondant à celui d'une charge classique accélérée = en rotation ici).
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  9. #8
    mav62

    Re : Niveaux d'énergie de l'atome d'hydrogène

    Le diagramme d'énergie d'un atome comporte plusieurs niveaux dont le plus faible correspond à la couche K. Pour ce niveau d'énergie l'état de l'atome est stable et pour les autres niveaux, il est excité. Si l'atome étudié comporte plusieurs électrons dont un sur la couche L, celui-ci n'aura-t-il pas comme état stable le niveau 2 correspondant à la couche L ? Avec l'atome d'hydrogène, il n'y a qu'un seul électron c'est assez simple. Par contre avec plusieurs électrons, je ne comprends pas.

  10. #9
    coussin

    Re : Niveaux d'énergie de l'atome d'hydrogène

    Il fait que vous sachiez combien on peut mettre d'électrons dans une couche... Le savez-vous?
    On peut mettre deux électrons dans la couche K. L'atome d'helium, deux électrons, a ses deux électrons dans cette couche K. L'atome de lithium, trois électrons, à deux électrons dans K et un dans L. Et ainsi de suite... La règle de remplissage des couches est la règle de Klechkowski.

  11. #10
    mav62

    Re : Niveaux d'énergie de l'atome d'hydrogène

    Je connais le nombre d'électrons par couche mais je ne comprends pas par exemple pour le lithium dont un des électrons est sur la couche L comment on étudie l'absorption ou l'émission de photons ?
    Comme je le disais précédemment avec un atome d'hydrogène c'est simple il n'y a qu'un électron. Dans le cas du lithium, s'intéresse-t-on aux 3 électrons ou à l'atome globalement ?

  12. #11
    coussin

    Re : Niveaux d'énergie de l'atome d'hydrogène

    Bah y a juste beaucoup plus de possibilité... Puisque ça peut être l'électron de la couche L qui absorbe ou bien un des deux électrons de la couche K.
    Un atome à plusieurs électrons possède bien plus de niveau d'énergie, donc de manières d'absorber la lumière, que l'atome d'hydrogène.

  13. #12
    coussin

    Re : Niveaux d'énergie de l'atome d'hydrogène

    J'ajoute quand même que, dans la pratique, les propriétés chimiques d'un atome sont en grande partie dictées par ses électrons périphériques. Dans le cas du lithium, le seul électron de la couche L. D'une certaine manière, le lithium se comporte "un peu" comme un atome d'hydrogène... C'est d'ailleurs le cas pour les éléments qui sont dans une même colonne du tableau périodique (comme le sont hydrogène et lithium).

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