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Questions and Answers
Comment l'énergie d'un niveau électronique change-t-elle lorsque la valeur de ℓ augmente, pour un même niveau n?
Comment l'énergie d'un niveau électronique change-t-elle lorsque la valeur de ℓ augmente, pour un même niveau n?
L'énergie augmente avec l'augmentation de ℓ (par exemple, E2s < E2p et E3s < E3p < E3d).
Si deux orbitales atomiques ont le même n et le même ℓ, comment sont leurs énergies?
Si deux orbitales atomiques ont le même n et le même ℓ, comment sont leurs énergies?
Leurs énergies sont les mêmes (par exemple, E2px = E2py = E2pz).
Quelles sont les trois valeurs possibles du nombre quantique m lorsque l = 1?
Quelles sont les trois valeurs possibles du nombre quantique m lorsque l = 1?
-1, 0, et 1
Selon quelles règles les électrons remplissent-ils les sous-niveaux énergétiques?
Selon quelles règles les électrons remplissent-ils les sous-niveaux énergétiques?
De quoi dépend l'énergie d'un sous-niveau?
De quoi dépend l'énergie d'un sous-niveau?
Combien d'orbitales atomiques sont associées à la couche électronique n=3 et l=2 ?
Combien d'orbitales atomiques sont associées à la couche électronique n=3 et l=2 ?
Quel est le principe fondamental de la règle de Klechkowski?
Quel est le principe fondamental de la règle de Klechkowski?
Quel est le nombre maximal d'électrons que peuvent contenir les orbitales 4f?
Quel est le nombre maximal d'électrons que peuvent contenir les orbitales 4f?
Que se passe-t-il si deux ou plusieurs couples (n+l) ont la même valeur selon la règle de Klechkowski?
Que se passe-t-il si deux ou plusieurs couples (n+l) ont la même valeur selon la règle de Klechkowski?
Si un électron a n = 2 et l = 1, quelles sont toutes les notations d'orbitales atomiques possibles?
Si un électron a n = 2 et l = 1, quelles sont toutes les notations d'orbitales atomiques possibles?
Qu'est-ce que le nombre quantique de spin s, et quelles sont ses deux valeurs?
Qu'est-ce que le nombre quantique de spin s, et quelles sont ses deux valeurs?
Quel est le principe d’exclusion de Pauli?
Quel est le principe d’exclusion de Pauli?
Dans l'application de la règle de Klechkowski, comment visualise-t-on le remplissage des couches et sous-couches?
Dans l'application de la règle de Klechkowski, comment visualise-t-on le remplissage des couches et sous-couches?
Selon les règles de stabilité, comment l'énergie d'une orbitale atomique varie-t-elle en fonction de la valeur de n?
Selon les règles de stabilité, comment l'énergie d'une orbitale atomique varie-t-elle en fonction de la valeur de n?
Donnez les notations des orbitales atomiques pour n=3 et l=1
Donnez les notations des orbitales atomiques pour n=3 et l=1
Combien d'états différents correspondent à un nombre quantique principal n donné?
Combien d'états différents correspondent à un nombre quantique principal n donné?
Quelle est la formule de la densité de probabilité ponctuelle ?
Quelle est la formule de la densité de probabilité ponctuelle ?
Comment la densité de probabilité ponctuelle de l'atome d'hydrogène est-elle exprimée mathématiquement (utilisez ΨH) ?
Comment la densité de probabilité ponctuelle de l'atome d'hydrogène est-elle exprimée mathématiquement (utilisez ΨH) ?
Pourquoi la densité de probabilité ponctuelle maximale au noyau est-elle considérée comme une contradiction avec le modèle de l'atome?
Pourquoi la densité de probabilité ponctuelle maximale au noyau est-elle considérée comme une contradiction avec le modèle de l'atome?
Quelle est la formule pour l'élément de volume dv
en termes de rayon r
pour un atome en 3 dimensions ?
Quelle est la formule pour l'élément de volume dv
en termes de rayon r
pour un atome en 3 dimensions ?
Quelle est l'expression de la densité de probabilité radiale en fonction de la densité de probabilité ponctuelle et de r?
Quelle est l'expression de la densité de probabilité radiale en fonction de la densité de probabilité ponctuelle et de r?
Quelle est la formule complète pour la densité radiale de l'atome d'hydrogène en fonction de r et a₀, en utilisant ΨH?
Quelle est la formule complète pour la densité radiale de l'atome d'hydrogène en fonction de r et a₀, en utilisant ΨH?
Que représente la surface sous la courbe de la densité radiale, et comment est-elle symbolisée?
Que représente la surface sous la courbe de la densité radiale, et comment est-elle symbolisée?
Quelle est la signification de a₀ , et sa valeur approximative en Å?
Quelle est la signification de a₀ , et sa valeur approximative en Å?
Quelle est la configuration électronique du carbone selon les informations fournies?
Quelle est la configuration électronique du carbone selon les informations fournies?
Dans l'équation $E_n = E_H(Z/n)^2$, que représente le terme n?
Dans l'équation $E_n = E_H(Z/n)^2$, que représente le terme n?
Selon l'approximation de Slater, qu'est-ce que la charge nucléaire écrantée?
Selon l'approximation de Slater, qu'est-ce que la charge nucléaire écrantée?
Quelle est la formule de l'énergie d'un électron selon l'approximation de Slater?
Quelle est la formule de l'énergie d'un électron selon l'approximation de Slater?
Qu'est-ce que l'effet d'écran dans un atome multi-électronique, et quel est son impact sur la charge nucléaire ressentie par un électron?
Qu'est-ce que l'effet d'écran dans un atome multi-électronique, et quel est son impact sur la charge nucléaire ressentie par un électron?
Si 𝑍 est la charge du noyau et 𝜎𝑖 est la constante d'écran totale d'un électron i, quelle est l'expression de la charge nucléaire effective 𝑍*𝑖 ?
Si 𝑍 est la charge du noyau et 𝜎𝑖 est la constante d'écran totale d'un électron i, quelle est l'expression de la charge nucléaire effective 𝑍*𝑖 ?
Dans le cas d'un atome de lithium (Li), dont le numéro atomique est 3, comment les 2 électrons de la couche 1s affectent-ils l'électron de la couche 2s?
Dans le cas d'un atome de lithium (Li), dont le numéro atomique est 3, comment les 2 électrons de la couche 1s affectent-ils l'électron de la couche 2s?
Que représente 𝜎𝑖𝑗 dans le contexte de l'effet d'écran ?
Que représente 𝜎𝑖𝑗 dans le contexte de l'effet d'écran ?
Combien d'électrons au maximum une orbitale atomique peut-elle contenir?
Combien d'électrons au maximum une orbitale atomique peut-elle contenir?
Quelle règle détermine l'ordre de remplissage des orbitales atomiques par les électrons, en commençant par les couches de nombre quantique le plus faible?
Quelle règle détermine l'ordre de remplissage des orbitales atomiques par les électrons, en commençant par les couches de nombre quantique le plus faible?
Comment la configuration électronique d'un atome est-elle établie?
Comment la configuration électronique d'un atome est-elle établie?
Quelle est la configuration électronique de l'atome de carbone (6C)?
Quelle est la configuration électronique de l'atome de carbone (6C)?
Quelle est la règle de Hund?
Quelle est la règle de Hund?
Quel est le nombre maximal d'électrons que peut contenir la couche n?
Quel est le nombre maximal d'électrons que peut contenir la couche n?
Qu'est-ce qu'une couche saturée en termes de configuration électronique?
Qu'est-ce qu'une couche saturée en termes de configuration électronique?
Quels sont les deux exceptions à la règle générale de remplissage des orbitales présentées dans le texte?
Quels sont les deux exceptions à la règle générale de remplissage des orbitales présentées dans le texte?
Comment sont définis les électrons de valence?
Comment sont définis les électrons de valence?
Quelle est la configuration électronique du scandium (21Sc)?
Quelle est la configuration électronique du scandium (21Sc)?
Selon le texte, comment l'électron e2 influence-t-il la charge nucléaire effective ressentie par l'électron e1?
Selon le texte, comment l'électron e2 influence-t-il la charge nucléaire effective ressentie par l'électron e1?
Quelle est la valeur de la charge nucléaire effective (Z*) pour l'électron e1 et comment est-elle calculée dans le cas présent?
Quelle est la valeur de la charge nucléaire effective (Z*) pour l'électron e1 et comment est-elle calculée dans le cas présent?
Dans cet exemple, pourquoi l'électron e3 n'a-t-il pas d'effet d'écran sur les électrons e1 et e2?
Dans cet exemple, pourquoi l'électron e3 n'a-t-il pas d'effet d'écran sur les électrons e1 et e2?
Comment la valeur de Z* affecte-t-elle l'énergie d'un électron, et quel est le résultat de cette relation pour les électrons e1 et e2?
Comment la valeur de Z* affecte-t-elle l'énergie d'un électron, et quel est le résultat de cette relation pour les électrons e1 et e2?
Pourquoi les électrons e1 et e2 exercent-ils une influence sur l'électron e3, et comment cela affecte-t-il la charge nucléaire effective perçue par e3?
Pourquoi les électrons e1 et e2 exercent-ils une influence sur l'électron e3, et comment cela affecte-t-il la charge nucléaire effective perçue par e3?
Comment est calculée l'énergie de l'électron e3, et quelle est sa valeur numérique?
Comment est calculée l'énergie de l'électron e3, et quelle est sa valeur numérique?
Selon les règles générales, quelle est la constante d'écran lorsque l'électron j appartient au même niveau que l'électron i?
Selon les règles générales, quelle est la constante d'écran lorsque l'électron j appartient au même niveau que l'électron i?
Si l'électron j se trouve deux couches ou plus à l'intérieur de l'électron i, quelle serait sa constante d'écran et comment l'applique t-on pour calculer Z*?
Si l'électron j se trouve deux couches ou plus à l'intérieur de l'électron i, quelle serait sa constante d'écran et comment l'applique t-on pour calculer Z*?
Flashcards
Densité de probabilité ponctuelle
Densité de probabilité ponctuelle
La densité de probabilité ponctuelle représente la probabilité de trouver un électron à un point précis dans l'espace.
Densité radiale
Densité radiale
La densité radiale est la densité de probabilité de trouver un électron à une certaine distance du noyau, en tenant compte du volume de la sphère.
Densité de probabilité radiale - 𝑑𝑝/𝑑𝑟
Densité de probabilité radiale - 𝑑𝑝/𝑑𝑟
La densité de probabilité radiale est proportionnelle à la probabilité de trouver un électron à une certaine distance du noyau.
Calcul de la densité radiale
Calcul de la densité radiale
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Orbitale de Bohr
Orbitale de Bohr
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Probabilité de présence de l’électron
Probabilité de présence de l’électron
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La densité radiale vs la densité ponctuelle
La densité radiale vs la densité ponctuelle
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Énergie d'un électron
Énergie d'un électron
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Énergie et nombre quantique azimutal
Énergie et nombre quantique azimutal
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Règle de remplissage des sous-niveaux
Règle de remplissage des sous-niveaux
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Règle de Klechkowski
Règle de Klechkowski
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Tableau de Klechkowski
Tableau de Klechkowski
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Principe d'exclusion de Pauli
Principe d'exclusion de Pauli
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Somme (n+ℓ)
Somme (n+ℓ)
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Priorité de n
Priorité de n
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Règle de Hund
Règle de Hund
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Configuration électronique
Configuration électronique
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Électrons de valence
Électrons de valence
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Couche saturée
Couche saturée
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Couche de valence
Couche de valence
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Couche K
Couche K
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Couche L
Couche L
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Couche M
Couche M
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Nombre maximum d'électrons par couche
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Nombre Quantique Principal (n)
Nombre Quantique Principal (n)
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Nombre Quantique Azimutal (l)
Nombre Quantique Azimutal (l)
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Configuration électronique de valence
Configuration électronique de valence
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Nombre Quantique Magnétique (m)
Nombre Quantique Magnétique (m)
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Équation de Schrödinger pour un atome hydrogénoïde
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Approximation de Slater
Approximation de Slater
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Nombre Quantique de Spin (s)
Nombre Quantique de Spin (s)
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Nombre maximum d'électrons dans une couche
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Effet d'écran
Effet d'écran
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Énergie des orbitales atomiques
Énergie des orbitales atomiques
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Charge nucléaire effective (Z*)
Charge nucléaire effective (Z*)
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Règles de stabilité
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Constante d'écran (σij)
Constante d'écran (σij)
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Effet d'écran total (σi)
Effet d'écran total (σi)
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Noms des orbitales atomiques
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Constante d'écran (ij)
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Ecrantage faible (nj=ni)
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Ecrantage fort (nj=ni-1)
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Ecrantage total (nj=ni-2, nj=ni-3, ...)
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Ecrantage nul (nj>ni)
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Ecrantage spécifique aux orbitales d et f
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Study Notes
Université et Département
- Université : CADI AYYAD
- Faculté : des Sciences
- Semlalia
- Marrakech
- Département : Chimie
- Semestre : 1, Automne
- Filière : PC
- Année : 2023-2024
Sujet du Cours
- Atomistique et liaison chimique
- Chapitre 3 : Modèle ondulatoire de Schrödinger
Modèles Atomiques
- L'évolution du modèle atomique a progressé depuis l'Antiquité (Ve siècle av. J.-C.) jusqu'aux avancées scientifiques expérimentales.
- Modèle de Dalton (1803) : représentation sphérique de l'atome.
- Découverte de l'électron (début du 20e siècle)
- Modèle de Thomson (1901) : modèle "pudding" avec des électrons intégrés à la matière positive.
- Mise en évidence du noyau (1911)
- Modèle de Rutherford (1911): modèle planétaire avec un petit noyau chargé positivement entouré d'électrons.
- Modèle de Bohr (1913) : les électrons orbitent à des distances fixes du noyau.
- Théorie quantique/Modèle de Schrödinger (1925) : l'électron n'est pas confiné à une orbite précise, mais à une région de l'espace autour du noyau, définie probabilistiquement.
Aspect Corpusculaire de la Lumière
- Planck : L'énergie dans un rayonnement est quantifiée (quanta).
- Einstein : La lumière est composée de photons (particules).
Aspect Ondulatoire de la Lumière
- Comportement ondulatoire de la lumière mis en évidence par l'interférence
- Observation de la diffraction des électrons confirmant leur comportement ondulatoire.
Dualité Onde-Corpuscule
- Concept de Broglie (1924): Toute particule en mouvement possède une nature ondulatoire. La longueur d'onde est inversement proportionnelle à la quantité de mouvement de la particule (longueur d'onde = h/mv, avec h: constante de Planck).
Principe d'Incertitude de Heisenberg
- Il est impossible de connaître simultanément et précisément la position et la quantité de mouvement d'une particule. (Δ(mv)Δx ≥ h/2π)
- L'amélioration de la précision de l'une implique une perte de précision de l'autre.
Aspects Probabilistes des Phénomènes Quantiques
- La mécanique quantique s'appuie sur le formalisme mathématique de l'équation de Schrödinger (1927) pour décrire le comportement des électrons.
- Les interactions électron-électron et électron-noyau sont prises en compte.
- L'idée d'orbite de Bohr est remplacée par la notion d'orbitale atomique.
- L'orbitale est définie par une fonction d'onde qui décrit la distribution de probabilité de trouver l'électron dans l'espace.
- La fonction d'onde donne toutes les informations sur la particule.
- La fonction d'onde est une solution de l'équation de Schrödinger.
- L'équation de Schrödinger est déterminée pour certaines valeurs d'énergie.
Densité de Probabilité
- La probabilité de trouver l'électron à un point M donné ou dans un petit volume dv autour de ce point est proportionnelle à Ψ²(x, y, z, t) dv.
- La densité de probabilité ponctuelle (dp/dv) est proportionnelle au carré de la fonction d'onde.
- Pour l'atome d'hydrogène, la densité de probabilité Ψ² atteint son maximum sur le noyau.
- Les atomes ont un vide important et un grand espace autour du noyau.
- La densité de probabilité radiale fournit des informations sur la distribution de probabilité de l'électron en fonction de la distance au noyau.
Atomes à plusieurs électrons
- Les modèles pour un seul électron doivent être adapté aux atomes à plusieurs électrons.
- Les électrons sont soumis à une charge nucléaire réduite.
- Le concept d'effet d'écran explique la réduction effective de la charge nucléaire.
- La charge effective ou nucléaire écrantée réduit la charge régnant sur des électrons de manière significative.
- Les électrons proches du noyau agissent comme un écran pour les électrons plus éloignés, réduisant l'attraction qu'ils reçoivent du noyau.
- L'énergie des électrons est calculée en utilisant la constante d'écran.
Nombres Quantiques
- Les nombres quantiques (n, l, m, s) caractérisent les orbitales atomiques.
- n (principal) : définit l'énergie de l'orbitale.
- l (secondaire/azimutal): définit la forme géométrique de l'orbitale.
- m (magnétique) : définit l'orientation de l'orbitale dans l'espace.
- s (spin) : définit le sens de rotation intrinsèque de l'électron.
États d'un atome
- Chaque niveau d'énergie contiens des sous-niveaux ou des orbitales qui sont déterminées par les nombres quantiques l et m respectivement.
- Le nombre d'orbitales par sous-niveau est donné par (2l + 1)
- Le nombre d'orbitales par niveau d'énergie est donné par n².
- Un atome possède des niveaux d'énergie (n) contenant des sous-niveaux (l) qui contiennent des orbitales (m) dont chaque orbitale accueillera au maximum 2 électrons.
Règle de Klechkowski
- L'ordre de remplissage des orbitales est déterminé par la somme (n + l).
- Les orbitales de même valeur de (n + l) sont remplies dans l'ordre croissant de la valeur de n.
Principe d'Exclusion de Pauli
- Deux électrons dans un même atome ne peuvent pas avoir les 4 nombres quantiques identiques.
Règle de Hund
- Pour les orbitales dégénerées (même énergie) d'un sous-niveau, les électrons occupent les orbitales séparément avec des spins parallèles avant de s'apparier.
Configuration Electronique
- La configuration électronique décrit la distribution des électrons dans les orbitales atomiques d'un atome.
- Les règles de Pauli, Hund, et Klechkowsky sont utilisées pour déterminer la configuration électronique.
- La configuration électronique des atomes est déterminée par les nombres quantiques.
Exceptions
- Des exceptions existent a l'ordre de remplissage dû aux situations de stabilité spéciale (par exemple, atomes du Chrome, du Cuivre et du Cadmium)
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Description
Ce quiz explore les concepts fondamentaux de la chimie atomique, notamment les niveaux d'énergie électroniques, les orbitales atomiques et les règles de remplissage. Vous répondrez à des questions sur les nombres quantiques, le principe d'exclusion de Pauli et la règle de Klechkowski. Testez vos connaissances sur le comportement des électrons dans un atome.