Post on 02-Jan-2016
description
Spectres d‘émission et d‘absorption
http://www.ostralo.net/3_animations/swf/spectres_abs_em.swf
http://jersey.uoregon.edu/elements/Elements.html
Le spectre de la lumière blanche
CollimateurPrisme
Film enregistreur
CollimateurPrisme
Film enregistreur
Les spectres d‘émission
Gaz chauffé
CollimateurPrisme
Filmenregistreur
Gaz chauffé
CollimateurPrisme
Film Gaz chauffé
CollimateurPrisme
Filmenregistreur
Les spectres d‘absorption
Film enregistreur
CollimateurPrisme
Film enregistreur
CollimateurPrisme
Film enregistreur
CollimateurPrisme
Rappel: Le modèle de Bohr
noyau atomique
enveloppe de l‘atome
protonschargéspositivement
neutronsélectriquementneutres
Le modèle de Bohr
noyau enveloppe de l‘atome
protonschargéspositivement
neutronsélectriquementneutres
Couche K
chargés négativement
électrons
couche L
couche M
Le modèle de Bohr
Nombre maximal d‘électronsde la couche n = 2 * n 2
Couche Numéro couche n 2n2 Nombre d‘électrons max
K 1 = 2 * 1 2 2L 2 = 2 * 2 2 8M 3 = 2 * 3 2 18N 4 = 2 * 4 2 32O 5 = 2 * 5 2 50P 6 = 2 * 6 2 72Q 7 = 2 * 7 2 98
Exemple: Modèle de Bohr de Al
Al2713
27 nucléons
Dont 13 protons, donc aussi 13 électrons pour garantir l‘électroneutralité.
14 neutrons
-
1314
Couche K max. 2 e-
Couche L max. 8 e-
Couche M:Il reste 3 e- à placer
La couche M est la couche de valence
Buts du modèle de Bohr
Le modèle de Bohr permet d‘expliquer les spectres de raies et de calculer les longueurs d‘onde des raies pour des atomes très simples.
Postulats de Bohr
A chaque orbite correspond un niveau énergétique bien défini; aussi longtemps que l’électron séjourne sur une orbite déterminée, son énergie reste constante
Postulats de Bohr
En sautant d’une orbite sur une autre, l’électron échange avec le milieu ambiant la différence en énergie entre les niveaux énergétiques
Application
Le modèle de Bohr permet d’expliquer le spectre d’émission et d’absorption de l’atome d ’hydrogène
http://www.physics.uoguelph.ca/applets/Intro_physics/kisalev/java/atomphoton/index.html
http://www.colorado.edu/physics/2000/quantumzone/bohr.html
excitation
chaleur, lumière,décharge électriqueE1
E2
E3
E4
E
L’électron se trouve dans l’état fondamental
Absorption
E1
E2
E3
E4
E
L’électron se trouve dansun état excité
excitation
chaleur, lumière,décharge électriqueE1
E2
E3
E4
E
L’électron se trouve dans l’état fondamental
Absorption
excitation
chaleur, lumière,décharge électriqueE1
E2
E3
E4
E
L’électron se trouve dans l’état fondamental
E1
E2
E3
E4
E
L’électron se trouve dansun état excité
E
Energie reçue par l’électron: E = E4 - E1 > 0
Absorption
E1
E2
E3
E4
E
L’électron retourne dans l’état fondamental
E1
E2
E3
E4
E
L’électron se trouve dansun état excité
désexcitation
émission de lumière
Emission
E1
E2
E3
E4
E
L’électron retourne dans l’état fondamental
E1
E2
E3
E4
E
L’électron se trouve dansun état excité
désexcitation
émission de lumière
E
Energie cédée sous forme de lumière: E = E1 - E4 < 0
Emission
Limites du modèle de Bohr
L’énergie des orbites pour des atomes qui comportent plus d’un électron ne peut pas être calculée.
Si l’échantillon est placé dans un champ magnétique, son spectre d’émission présente de nombreuses raies qui ne peuvent pas être expliquées par le modèle de Bohr.
Le principe d’incertitude de Heisenberg
Le principe d’incertitude de Heisenberg interdit de connaître avec précision à la fois la position et la vitesse d’une particule de faible masse
Relation entre l’incertitude sur la position et sur la vitesse d’une particule:
m
hvx
4
Application numérique
m
hvx
4
Si on admet une incertitude de 1000 m/s sur la vitesse de l‘électron, calculer l‘incertitude sur sa position.
Solution
8
1331
34
13
31
1079,5
101011,94
10624,6
4
4
10
1011,9)(
x
smkg
sJx
vm
hx
m
hvx
smv
kgem
Pour connaître la position d‘un électron dans un atome, il faut le préciser à au moins à 10-11 m près, comme le rayon de l‘atome est de l‘ordre 10-10 m.
Or selon le principe d‘incertitude de Heisenberg, on ne peut avoir une meilleure précision que 10-8.
Limites du modèle de Bohr
Dans le domaine de l’infiniment petit, il est impossible d’accéder « par principe » à un certain nombre d’informations.
Tout ce qu’on ne connaît pas par principe n’a aucune signification scientifique.Il faut développer un nouveau modèle atomique dans lequel on tient compte du fait que l’on ne peut pas localiser l’électron sur une orbite bien définie. =>Introduction du nuage électronique.