Protons et éléctrons

[nicobxl]

Bonjour,
Avant tout navré si la question a déjà été posée mais je n ai rien trouvé avec l outil de recherche.
La question est simple et basique: pourquoi les éléctrons négatifs ne sont pas tout simplement attirés vers le noyau positif?
Je ne connais pas la réponse mais je sais que ça n est absolument pas comparable aux planètes et au soleil et qu il n est pas question de la gravité là dedans. Pour le reste si qqn a une réponse simple ça m arrangerait 😜
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[Deedee81]

Salut,

La question est simple et basique: pourquoi les éléctrons négatifs ne sont pas tout simplement attirés vers le noyau positif?

Ils le sont. C'est d'ailleurs pour ça qu'ils restent dans le voisinage du noyau.

Je ne connais pas la réponse mais je sais que ça n est absolument pas comparable aux planètes et au soleil et qu il n est pas question de la gravité là dedans

Tu as raison. La comparaison a ses limites. Sur la notion "d'états liés" c'est la même raison : les planètes sont en orbites car attirées par le Soleil, les électrons dans le voisinage du noyau car ils sont attirés par le noyau.

Mais, première différence, ce n'est en effet pas la gravité qui est en jeu ici mais l'interaction électromagnétique : la force d'attraction électrostatique entre proton et électrons. Mais ça tu l'avais compris.

Ensuite il serait incorrect de parler "d'orbite" pour l'électron. Le modèle planétaire de Bohr fut certainement une avancée importante à l'époque mais le modèle était presque mort-né (tellement les choses avançaient vite à l'époque.
A cette échelle minuscule il faut appliquer la mécanique quantique et là, désolé, mais il n'y a pas d'explication simple. C'est une théorie difficile et peu intuitive. Très éloignée de ce qu'on connait dans la vie au quotidien.
Les électrons ne sont pas de "petits corpuscules" bien localisés, ils sont étalés" et ont plutôt un comportement ondulatoire (Sommerfeld améliora d'ailleurs le modèle de Bohr à l'aide d'une règle issue de la théorie des ondes).
Ils sont donc "quelque part" autour du noyau. Et dans certains états (les états S comme l'état de base de l'hydrogène) ils n'ont même pas de rotation orbitale.
Leur position est décrite par des orbitales (à l'expression mathématique assez compliquées) mais qu'on peut dessiner :
https://couleur-science.eu/?d=a436e0...res-quantiques

Une autre façon plus qualitative de voir pourquoi l'électron ne se colle pas au noyau est le principe d'indétermination de Heisenberg. Le noyau étant minuscule, si l'électron se collait dessus, sa position serait alors très précise. Le principe d'indétermination dit alors qu'il doit avoir une vitesse très imprécise et donc a beaucoup de chance de "s'évader". Notons que ce principe découle aussi d'une relation équivalente pour les ondes (et l'utilisation de la relation de de Broglie reliant impulsion et longueur d'onde).

Bon, j'ai fait un peu court mais on peut développer et on trouve aussi beaucoup de choses sur le net.

p.S. : je déplace en physique, on est en physique là, pas en chimie.

[BACHIR2023]

BONJOUR
L'électron n'est pas soumis à l'interaction forte comme tous les leptons, car il ne possède pas de charge de couleur.
Dans le cas contraire, il se trouve au sein de noyau , comme les nucléons.
a+

[Deedee81]

L'électron n'est pas soumis à l'interaction forte comme tous les leptons, car il ne possède pas de charge de couleur.
Dans le cas contraire, il se trouve au sein de noyau , comme les nucléons.

Oui c'est une bonne remarque. Je parlais du principe d'indétermination mais on pourrait se demander comment les protons, eux, arrivent à être fortement localisés. Ils ont ainsi une forte incertitude sur la vitesse mais ils ne s'échappent pas à cause de l'interaction forte, la bien nommée.

Petit détail : le proton et le neutron n'ont pas non plus de charge de couleur Mais les quarks qu'ils contiennent si bien entendu. Ceci étant une conséquence de confinement des quarks et gluons dû au comportement asymptotique de l'interaction forte (sdon intensité augmente avec la distance !!!). Et l'interaction entre protons et neutrons n'est pas dû à l'échange de gluons mais à l'échange de mésons (surtout des pions : des mésons pi). C'est la masse élevée des mésons pi qui donne sa très courte portée à l'interaction nucléaire (qui est une interaction dérivée de l'interaction forte, elle de portée illimitée car le gluons est sans masse). L'interaction électromagnétique, elle, est de portée infinie car le photon est sans masse. La portée de l'interaction nucléaire est à peu près la taille d'un nucléon. L'interaction faible est de portée encre plus faible (les bosons W,Z étant TRES massifs).

Autre détail : portée courte et infinie sont un abus de langage. pour un bosons vecteurs massifs la décroissance de la force est typiquement exponentielle (donc devient très vite négligeable) : https://fr.wikipedia.org/wiki/Potentiel_de_Yukawa
pour un boson sans masse, la décroissance est en 1/r² et donc peut rester notable même à grande distance.
chose amusante on peut déduire aussi ce comportement (de manière qualitative) du principe d'indétermination (argument de ? Dirac ? Plus sûr)

[A voir en vidéo sur Futura]

[albanxiii]

Bonjour,

L'électron n'est pas soumis à l'interaction forte comme tous les leptons, car il ne possède pas de charge de couleur.
Dans le cas contraire, il se trouve au sein de noyau , comme les nucléons.

Quel rapport avec la question posée ?

De toute évidence, la personne qui pose la question ne connait pas la mécanique quantique. Alors à quoi sert votre intervention ?

[FC05]

Il arrive parfois que l'électron soit capturé par le noyau :

https://fr.wikipedia.org/wiki/Capture_%C3%A9lectronique

Avec la mécanique quantique, c'est toujours pareil, pas d'impossible, que de l'improbable, il suffit d’essayer suffisamment pour que ça arrive (adaptation d'un proverbe shadok).

[Deedee81]

Il arrive parfois que l'électron soit capturé par le noyau :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Capture_%C3%A9lectronique

C'est une forme de processus nucléaire (évidemment sans émission de radioactivité, bien qu'avec le remanimement du cortège électronique, l'émission de rayons X est fréquente).

Avec la mécanique quantique, c'est toujours pareil, pas d'impossible, que de l'improbable, il suffit d’essayer suffisamment pour que ça arrive (adaptation d'un proverbe shadok).

Moi j'ai tendance à le dire dans l'autre sens : en MQ tout ce qui peut arriver (en respectant les lois de conservations) arrive.

Les Shadoks utilisent-ils des pompes quantiques ? (bon ça va être difficile de demander à Roussel ou Piéplu )


Albanxiii a raison, on a été un peu loin. Ceci dit Nicobxl m'a contacté par MP, il remercie pour les réponses. Donc, si on va un peu plus loin, ma foi, c'est pas dramatique.

[nicobxl]

Oui, merci pour vos réponses! J'avoue que j'ai pas tout compris avec la notion de charges de couleur et ce qui s'en suit; mais c'est ça aussi qui est intéressant: se rendre compte de tout ce qu'on ne sait pas et essayer d'apprendre un peu plus