Atomistique Partie1 PDF
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Cours d’atomistique
S1/SMP-SMC
CHAPITRE I
CONSTITUTION DE L’ATOME
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Cortège
électronique
(Electrons
gravitant autour
du noyau ) 3
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Représentation de l’atome
L’atome est le constituant de base de la matière. Il
correspond à un élément chimique représenté par un
symbole qui est généralement la lettre initiale en
majuscule du nom de l’élément.
A
z
x
A : nombre de masse de l’atome. Il désigne le nombre de
nucléons, soit la somme du nombre de protons et du
nombre de neutrons.
A = Σ protons + Σ neutrons
A = Z + N avec A ∈ N∗
Exemples
12 Le carbone possède:
6
c 6 protons,
6 électrons
et (12-6) = 6 neutrons
47
21
Sc Le Scandium possède :
21 protons,
21 électrons,
et (47-21) = 26 neutrons
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Les isotopes
Deux atomes sont dits isotopes si leur noyau a un nombre de protons
identique mais un nombre de neutrons différent.
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Le carbone 14, noté
6
c sont ainsi des isotopes de l'élément carbone.
12
et le carbone 12, noté , 6
c
Le carbone 14 a 6 protons, 6 électrons et (14-6)=8 neutrons
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Pour la majorité des atomes, un seul des isotopes existant est présent
en quantité appréciable dans la nature les autres isotopes étant
seulement présents à l'état de traces.
M (Mg) = xi Mi/100 =
([%(24Mg)xM(24Mg)] + [%(25Mg)xM(25Mg)] +
[%(26Mg)xM(26Mg)])/100
CHAPITRE II
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Particule
déviée
Feuille d’or
Particule
qui
rebondit
Particule
non déviée
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Afin de rendre compte de cette stabilité atomique, Niels Bohr crée en 1913 un
nouveau modèle d'atome:
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Quantification de l’énergie
Afin de résoudre les problèmes du modèle de
Rutherford, Bohr s’inspira de la théorie de la
quantification de l’énergie mise au point par Max
Planck en 1900.
Dans cette théorie l’énergie transportée par un
rayonnement est quantifiée. Chaque
rayonnement possède un quantum d’énergie
E = h avec h = 6,63 10-34 j.s = constante de
Planck et =c/. On donne le nom de photon au
quantum d’énergie rayonnante
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= 1 / = RH (1/22 - 1/p2)
= 1 / = RH (1/n2 - 1/p2)
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INTERPRETATON :
Postulat mécanique :
Postulat optique :
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∆E = En- Ep = hν
h : 6,623 10-34 j.s (constante de Planck)
ν : fréquence de rayonnement mis en jeu.
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0 = n (h/2 ) = mevern
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= 1 / = RH (1/n2 - 1/p2)
Série (n) 1 2 3 4 5
Domaine UV Visible IR IR IR
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Ex: la série de Balmer correspond à l'ensemble des photons émis lors des
transitions électroniques de niveaux d'énergie n>2 vers le niveau d'énergie n=2.
Les photons émis sont alors situés dans le domaine du visible comme indiqué
sur le spectre d'émission ci-dessous.
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CHAPITRE III
Calcul de quelques
grandeurs de l’atome
d’hydrogène
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Electron
Noyau r
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Donc:
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Hypothèse de Bohr
1) L’électron ne peut se situer que sur certaines orbites bien précises ou
permises, de telle sorte que son énergie reste constante. Ces orbites
stables sont différenciées, quantifiées. Ce sont les seules orbites sur
lesquelles l'électron peut tourner.
2 r=n ( n = 1, 2, 3...)
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Pour n=1
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L’énergie d’excitation
L’énergie d’excitation de l’atome d’hydrogène est
l’énergie nécessaire pour faire passer l’électron de
l’orbite n1 à une orbite n2 (n1 ≠ n2).
L’énergie d’ionisation
L’énergie d’ionisation de l’atome d’hydrogène est
l’énergie nécessaire pour faire passer l’électron de
l’orbite n = 1 à n = Ce phénomène correspond à
l’arrachement de l’électron de l’atome :
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Les Hydrogénoïdes
Un hydrogénoïde ou atome hydrogénoïde est un ion
monoatomique ne possédant qu'un seul électron.
Pour les hydrogenoïdes, toutes les formules vues pour l’atome d’hydrogène
concernant le calcul du rayon, de l’énergie et de la vitesse de l’électron sur
une orbite n peuvent être retrouvées en remplaçant dans celles de l’atome
d’hydrogène, la charge du noyau (+ e) par (+Ze).
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Conclusion
Nous allons passer maintenant au modèle ondulatoire qui
va apporter une nouvelle conception de l’organisation
électronique.
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