Cours : Cortòge électronique des atomes (PDF)

CORTÈGE ÉLECTRONIQUE DES ATOMES Rôles noyau électron Liaisons chimiques Réactions chimiques Réactions nucléaires radioactivité  MODELE DE BOHR En 1913 , Niels Bohr propose 3 postulats pour construire le...

CORTÈGE ÉLECTRONIQUE DES ATOMES Rôles noyau électron Liaisons chimiques Réactions chimiques Réactions nucléaires radioactivité  MODELE DE BOHR En 1913 , Niels Bohr propose 3 postulats pour construire le modèle planétaire de l’atome.  I- POSTULATS DE BOHR 1er Postulat: Il existe des orbites circulaires stables (stationnaires) de l’électron pour lesquelles il ne rayonne pas d’énergie. Ces orbites correspondent à des niveaux d’énergie bien définis, on dit qu’ils sont quantifiés( tous les é se trouvant sur la même orbite possèdent la même énergie qui ne peut pas prendre n’importe quelle valeur). 2eme Postulat: l’électron peut passer d’une orbite à une autre donc d’un niveau énergétique à un autre par absorption ou émission d’énergie.  3eme Postulat: le moment cinétique de l’électron est quantifié sous la forme: L=Pr = mvr = n h/2π (n=1 , 2, 3…) Masse de l’e- Quantité de mouvement Vitesse de l’e- Constante de Planck  II-DESCRIPTION QUANTIQUE D’UN ÉLECTRON L’état d’un e- dans un atome ( son énergie, ses mouvements autour du noyau , la forme de l’orbitale) est défini par : - Ses 4 nombres quantiques n, l, m l, s - L’ Equation de Schrödinger - Sa fonction d’onde n,l,m III- NOMBRES QUANTIQUES 1- Le nombre quantique principal n n désigne et quantifie le niveau d’énergie de l’électron n=1, 2, 3, 4,..., ∞ n=1 couche K n=2 L K n=3 M ect …. L Lorsque n vaut 1, l’e- occupe le niveau N d’énergie le plus bas. M  2- Le nombre quantique secondaire ℓ (ou azimutal) Il détermine la forme de l’orbitale ou du nuage électronique une orbitale : Le volume dans lequel il y a plus de 90 % de chances de trouver l’électron ℓ peut prendre toutes les valeurs de nombres entiers de 0 à n -1. ℓ = 0, 1, 2, 3, etc., jusqu’à n -1 ℓ=0 sous couche s ℓ=1 sous couche p ℓ=2 sous couche d ℓ=3 sous couche f n=1 ℓ =0 sous-couche 1s ou orbitale 1s (sphérique) 3- Le nombre quantique magnétique m m précise l’orientation de l’orbitale -ℓ ≤ m ≤ ℓ Sous-couche s ℓ=0 m=0 Case quantique m=-1 m=0 m=1 ℓ=1 m= -1,0, 1 3orientations possibles m=-1 m=0 m=1 Sous-couche p  ℓ=2 (sous couche d) m= -2, -1, 0, 1, 2 5 orientations possibles m=-2 m=-1 m=0 m=1 m=2 Nombre d’orbitales par sous/couche = 2ℓ+1  4- Le nombre quantique de spin s Le spin définit le sens de l’orientation du champ magnétique créé par la rotation de l’électron sur lui- même 2 sens de rotation possibles 2 valeurs de spin autorisées s= +1/2 et s= -1/2  Exemple Représentation et État quantique d’un électron Soit un électron se trouvant à la couche n=2 ℓ=0 m=0 s= 1/2 et s=-1/2 2 états quantiques n=2 ℓ=1 m= -1 m= 0 m=1 s= 1/2 et s=-1/2 s= 1/2 et s=-1/2 s= 1/2 et s=-1/2 6 états quantiques Total des états quantiques possibles= 8 états  FONCTION D’ONDE  Ψ est une fonction d’onde purement mathématique Elle est définit par les trois nombres quantiques : n, l et m : Ψn,l,m L’orbitale 3s fonction d’onde Ψ 3,0,0 L’orbitale 2p Ψ2,1,-1 , Ψ2,1,0 , Ψ2,1,1