2-L'Atome_Pr. RIDHA Ahlam PDF 2024-2025

CHIMIE 1ère Année de Médecine Pr. RIDHA Ahlam 2024 - 2025 L’Atome PLAN Objectifs 1.1 L’Atome: définition et particules fondamentales 1.2 Modèle classique: Bohr 1.3 Modèle quantique: Schrödinger 1.3.1 Introduction 1.3.2 Principes de base 1.3.3 Présentation (sommai...

CHIMIE 1ère Année de Médecine Pr. RIDHA Ahlam 2024 - 2025 L’Atome PLAN Objectifs 1.1 L’Atome: définition et particules fondamentales 1.2 Modèle classique: Bohr 1.3 Modèle quantique: Schrödinger 1.3.1 Introduction 1.3.2 Principes de base 1.3.3 Présentation (sommaire) du modèle de Schrödinger 1ère année Médecine- Cours Chimie- l'Atome / Pr A. RIDHA , 2020-2021 3 Objectif global : ❖ Assimiler des principes de base qui contribuent à la compréhension de la structure de la matière Objectifs spécifiques : ❖ Connaître globalement les constituants de l’atome, ❖ Comprendre la structure de l’atome selon un modèle classique et le modèle quantique, 1ère année Médecine- Cours Chimie : l'Atome / Pr A. RIDHA , 2024-2025 4  1/ L’ATOME Essentiellement constitué de vide 1ère année Médecine, Cours Chimie: l'Atome / Pr A. RIDHA, 2024-2025 5 1.1 L’Atome: définition globale et particules fondamentales 1.1.1 Définition L’atome est la plus petite quantité de matière qui peut s’échanger au cours d’une réaction chimique. 1.1.2 Particules fondamentales Les atomes sont constitués de 3 types fondamentaux de particules protons (p) neutrons (n) électrons (e-) + ⱻ charge nucléons ϵ noyau autour du noyau p et n → ~ même masse e- →masse négligeable 1ère année Médecine- Cours Chimie : l'Atome / Pr A. RIDHA, 2024-2025 6 1.2 Modèle classique: Bohr Niels Bohr: physicien danois (1885-1962) modèle proposé en 1913: 1ère année Médecine- Cours Chimie : l'Atome Pr A. RIDHA , 2024 - 2025 7 Modèle de Bohr : Schématisation simplifiée Si n : r et En L’énergie est quantifiée E1, E2, E3 … 1ère année Médecine- Cours Chimie : l'Atome Pr A. RIDHA , 2024 - 2025 8 L’essentiel du modèle de Bohr : Les électrons sont situés sur des orbites circulaires et aussi longtemps qu’ils sont sur ces orbites, leur énergie demeure constante. Pour passer d’une orbite à l’autre, l’électron doit : - soit absorber un quantum d’énergie. - soit émettre un quantum d’énergie. En l’absence de toute excitation extérieure, un électron se trouve en permanence dans le niveau d’énergie le plus bas possible. → État fondamental de l’atome (Emin) 1ère année Médecine - Cours Chimie- l'Atome / Pr A. RIDHA 2024-2025 9 BILAN BOHR Valeurs quantifiées de E et r Atome Noyau + Électrons - charge + (+Ze) - évoluent autour du noyau sur des orbites circulaires(ou couches) - presque toute la masse de l’atome y est concentrée - nb=Z (pour l’atome neutre) - Charge totale des e- = - Ze (pour un atome neutre) - contient des nucléons : Neutrons nb = N, symbole ˝n˝, particules neutres Protons nb =Z, symbole ˝p˝, particules chargées - Nb max d’e- par couche=2n2 Z est appelé numéro atomique Charge totale du noyau = + Ze - N + Z = A, dit nombre de masse 1ère année Médecine - Cours Chimie- l'Atome / Pr A. RIDHA , 2024-2025 10  Info utile → Atome ≠ Élément chimique atome élément 1 atome X  A X - Définition: l’ensemble des atomes et Z des ions ayant le même numéro A = Z + N A : nombre de masse atomique Z, Z : numéro atomique (c.à.d. même nombre de protons) constitue un élément chimique 12 35 Exemple: 6 C 17 Cl Symbole : Z X ou X * L’atome est électriquement neutre * Quasiment toute la masse est concentrée dans le noyau Exemple : 6C ou C * La matière c’est beaucoup de vide L’élément carbone est composé d’un mélange des atomes C6-12, C6-13 et C6-14 Ce sont des isotopes 1 atome est caractérisé par 1 couple {Z,A} 1 élément chimique est caractérisé par Z uniquement 1ère année Médecine - Cours Chimie- l'Atome / Pr A. RIDHA , 2024-2025 11 Schématisation de la structure de l’atome de Silicium selon Bohr ? Représentation en couches avec le nombre maximum d’e- = 2.n2 Si (Z=14) silicium Couche périphérique Couche externe Couches internes 1ère année Médecine - Cours Chimie- l'Atome / Pr A. RIDHA , 2024-2025 12 Remarque importante : La répartition des électrons en utilisant les couches du modèle de Bohr donne un résultat correct pour les atomes avec Z 0 ………….. OA type « s » l : nombre quantique secondaire nb entier compris entre 0 et n-1 Forme de l’orbitale atomique : l = 0 orbitale type s l = 1 orbitale type p l = 2 orbitale type d l = 3 orbitale type f OA type « p » 1ère année Médecine - Cours Chimie- l'Atome / Pr A. RIDHA , 2024-2025 29 m : nombre quantique magnétique nb entier compris entre -l et +l Direction de l’orbitale dans l’espace Exemple: l=1 orbitale atomique de type p m= -1,0,+1 3 orientations possibles pour la même forme géométrique (px, py et pz) 1ère année Médecine - Cours Chimie- l'Atome / Pr A. RIDHA , 2024-2025 30 À connaître: Forme géométrique des OA ˝s˝ (l=o) symétrie sphérique L’orbitale atomique s est représentée par une case dite case quantique : 1ère année Médecine - Cours Chimie- l'Atome / Pr A. RIDHA , 2024-2025 31 À connaître : Forme géométrique des O.A. de type p symétrie axiale (l=1 : donc m= -1, 0, +1) 1ère année Médecine - Cours Chimie- l'Atome / Pr A. RIDHA , 2024-2025 32 Autres représentations des OA s et p 1ère année Médecine - Cours Chimie- l'Atome / Pr A. RIDHA , 2024-2025 33 Vue "globale" des trois O.A type ‘p’: px , py , pz z y symétrie axiale x 1ère année Médecine - Cours Chimie- l'Atome / Pr A. RIDHA , 2024-2025 34 Évolution de la taille des OA s et p à connaître : Quand n r donc la taille 1ère année Médecine - Cours Chimie- l'Atome / Pr A. RIDHA , 2024-2025 35 s : nombre quantique de spin (noté aussi ms) Décrit l’autorotation de l’e- Deux valeurs possibles : s = +1/2 ou s = - 1/2 (soit s = ± 1/2) 1ère année Médecine - Cours Chimie- l'Atome / Pr A. RIDHA , 2024-2025 36 Question: Comment déterminer, à partir des nombres quantiques l’organisation des e- autour du noyau ? c.à.d : Combien d’e- peuvent être accueillis à chaque niveau ? Comment l’ensemble des e- d’1 atome se distribuent dans ces ≠ niveaux ? La réponse est apportée par la détermination de la configuration électronique 1ère année Médecine - Cours Chimie- l'Atome / Pr A. RIDHA , 2024-2025 37 Consulter : 2/ Les éléments chimiques: Configuration électronique et Classification périodique 38