Ion H+

[Jon83]

Bonjour à tous!
Un ion H+ capte un électron d'énergie E=1 eV.
L'atome formé va t-il revenir à l'état fondamental d'un atome H ? Si oui, comment calculer la fréquence du rayonnement s'il y en a un ?
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[albanxiii]

Voir https://forums.futura-sciences.com/p...onde-vide.html

[XK150]

Et voir aussi : https://www.ilephysique.net/sujet-ca...de-311487.html ...

[Jon83]

Lorsque l'ion H+ aura "capté" l'électron, la question que je me pose est:
1) dans le nouvel atome H, sur quel niveau électronique cet électron aura la plus grande probabilité de présence?
2) Peut-on considérer l'atome dans un état "excité" ?
3) Si oui, comment va t-il passer dans un état stable ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Resartus]

Bonjour
Il n'y a pas de réponse simple à cette question :

Selon la "distance" entre la trajectoire de l'électron et le noyau, il y aura des probabilités variées de capture sur des états plus ou moins excités de l'atome résultant (il existe aussi une forte probabilité de rebond sans capture).
Cet atome sera le plus souvent dans un état atomique excité, et l'autre partie de l'énergie sera devenue de l'énergie cinétique

Il me semble (de mémoire) qu'on peut trouver les calculs de toutes ces sections efficaces dans le livre de Meca Q de cohen tannoudji, mais c'est du niveau master

Au bout d'un "certain temps", comme dirait Fernand Reynaud, l'atome se désexcitera avec émission d'un photon pour finir, en une ou plusieurs étapes, à arriver à l'état 1s, avec à chaque fois un léger changement de vitesse de l'atome dans une direction aléatoire

[Jon83]

Merci pour ta réponse !
Comment utiliser la donnée de l'énergie de l'électron "capté" E=1 eV ?

[Jon83]

En complément , pour information, quelle est la différence des deux objets quantiques suivants:
1) un ion H+
2) un proton

[Resartus]

Bonjour,
Pour répondre à la première question : dans la quasi totalité des cas, l'énergie excédentaire (entre e-+H+ et H* en mouvement) est emportée par un photon
Et ensuite, cet atome excité va se déexciter par d'autre photons.

Pour le second point, le proton est bien un ion H+, mais le plus souvent, quand on parle d'ion H+, on est dans un milieu, et on oublie de dire lequel.

Si c'est dans l'eau, c'est l'ion H+ solvaté qu'on devrait écrire H+ aq. et qui est entouré d'un certain nombre de molécules d'eau, la première étant très fortement liée (H3O+)

Dans l'espace, cet ion aura généralement été créé dans un milieu contenant de l'hydrogène, et c'est sous forme H3+ qu'on trouvera l'ion

Bref, il est assez rare dans la nature qu'on trouve un "vrai" ion H+, c'est à dire un proton isolé.

[Jon83]

Bonjour!
Merci pour ta réponse!
1) J'ai compris qualitativement le mécanisme. J'essaye de trouver une explication plus quantitative: au moment où l'électron ayant une énergie de 1 eV va être "capté" par H+, il va se retrouver sur quel niveau d'énergie de l'atome H* qui se crée ? Je comprends que ce ne soit pas si simple au regard de l'étude des phénomènes de diffusion (inélastique dans ce cas ?).
2) Concernant les protons "libres", pour info, j'ai trouvé un article parlant de l'étude (qualitative) dans des conditions particulières, de courant de protons libres : https://www.pourlascience.fr/sd/electronique/des-courants-de-protons-4963.php
Cordialement, Mikel

[Resartus]

Bonjour,
Comme déjà dit, cela peut être n'importe quelle orbitale d'arrivée. La probabilité que la capture* ait lieu sur un niveau particulier va dépendre de la distance entre la trajectoire de l'électron et le noyau (plus il passe loin, et plus les probabilités diminuent, mais en contrepartie les orbitales de grand spin orbital seront favorisées). Sachant par ailleurs qu'il existe une très forte probabilité de simple déflexion de l'électron sans capture.
Mais le calcul doit être compliqué. (je croyais l'avoir vu sur le cohen tannoudji, mais je ne l'ai pas retrouvé).

L'atome va donc se trouver dans un état excité ou pas à -x (x étant compris entre 13,6 eV et 0), et un photon sera émis qui emporte à peu près l'énergie 1eV+x (à peu prés, car une partie est prise par l'énergie cinétique de l'atome)

*au passage, il est préfèrable d'utiliser le terme de "recombinaison" : capture est plutôt utilisé pour un autre phénomène, nucléaire celui-là, de capture par un proton du noyau pour donner un neutron