le modele quantique de l'atome - Exercices corriges

1S Cours
chimie
chap 1 : LE MODELE QUANTIQUE DE L'ATOME
I. Historique du modèle de l'atome : Prendre des notes ! Modèle de l'atome simple :
http://a.bougaud.free.fr/swf/2_phch_atom_modelsatome.swf
|Modèles |[pic] | |[pic] |
|Nom |[pic] |[pic] |[pic] |
|Dates | | | |
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|Faits | | | |
|expérimenta| | | |
|ux | | | |
|interprétés| | | |
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|Modèles |[pic] |[pic] |[pic] |
|Nom |[pic] |[pic] |[pic][pic] |
|Dates | | | |
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|Faits | | | |
|expérimenta| | | |
|ux | | | |
|interprétés| | | |
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Quelques animations pour compléter le cours et s'amuser : Expérience de Rutherford http://phet.colorado.edu/en/simulation/rutherford-
scattering
http://www.educationnumeriquepourtous.com/new/ressources/Ressources/flash_re
sources/edu_2.swf Modèle de l'atome : http://phet.colorado.edu/en/simulation/hydrogen-atom
II. Les nombres quantiques
L'état d'un électron (e-) dans un atome (son énergie et la géométrie de la
région de l'espace dans laquelle il évolue) est défini par la valeur de 4
paramètres appelés nombres quantiques et notés n, l m et s. Rem : n et s sont indépendants mais l et m ne peuvent prendre que certaines
valeurs en fonction de n. |Symbole |Nom : nombre |Valeurs possibles |résumé |
| |quantique... | | |
|n |...principal |n = 1, 2, 3, 4... |n ? 1 |
|l |...secondaire ou |l = 0, 1, 2, 3... |0 ? l ? (n-1) |
| |azimutal | | |
|m |...magnétique |m = - l , - l +1 , ... , 0 , |- l ? m ? + l |
| | |... , l - 1, l | |
|s |...de spin |s = - 1/2 ou + 1/2 |s = ± 1/2 | | | |[pic] |
|L'organisation du cortège | | |
|électronique | | |
| | | |
| | | |
|Nombre quantique principal : n = 1, | | |
|2, 3, 4... |Ex : | |
|L'ensemble des e- possédant le même |n = 1 | |
|nombre n constitue une |couche K | |
|.......................... | | |
|électronique. |n = 2 | |
| |couche L | |
| | | |
| |n = 3 | |
| |couche M | |
| | | |
| |n = 4 | |
| |couche N | |
| | | |
|Nombre quantique azimutal : l = 0, 1, | | |
|2, 3, 4... n - 1 | |Rem : 2s signifie |
|Parmi les e- d'une couche, ceux |Ex : |« sous-couche s (car l =|
|possédant le même nombre l constitue |l = 0 |0) de la couche L (n = |
|une .................. |sous couche s |2) » |
|.................................. | | |
|électronique. |l = 1 |Que signifie 4p ? |
| |sous couche p |..........................|
| | |................ |
| |l = 2 |..........................|
| |sous couche d |................... |
| | | |
| |l = 3 | |
| |sous couche f | |
| | | |
1. Nombre quantique magnétique : - l ? m ? + l Parmi les e- d'une sous-couche, ceux possédant le même nombre m
appartiennent à la même ............... quantique.
Rem : il n'y a pas de symbole particulier pour désigner les cases
quantiques.
2. Nombre quantique de spin : s = ± ½
Le nombre quantique de spin permet de différencier 2 e- de la même case
quantique.
3. Application : organisation de la couche M :
| | | | | |
|n |l |m (cases |s (e-) |Répondre aux questions : |
|(couche) |(sous-couche|quantiques) | | |
| |) | | | |
| |0 (3s) |0 |+ ½ et |Donner le nombre maximum |
| | | |- ½ |d'e- dans |
| | | | | |
| | | | | |
|3 (M) | | | | |
| | |-1 |+ ½ et |les sous-couches 3 s |
| |1 (3p) | |- ½ |...................., |
| | |0 |+ ½ et |3p ...................et 3d|
| | | |- ½ |.................. |
| | |1 |+ ½ et | |
| | | |- ½ | |
| | |-2 |+ ½ et |Quel est le nombre maximum |
| | | |- ½ |d'e- dans |
| |2 (3d) | | | |
| | |-1 |+ ½ et |La couche 3 ? |
| | | |- ½ |...........................|
| | | | |. |
| | |0 |+ ½ et | |
| | | |- ½ | |
| | |1 |+ ½ et | |
| | | |- ½ | |
| | |2 |+ ½ et | |
| | | |- ½ | | |Rem : on représente schématiquement la couche M par : | |
a. Les e- d'une même case quantiques possèdent leurs 3 nombres n, l et m
identiques.
Puisque s ne peut prendre que 2 valeurs distinctes (- ½ et + ½), une case
ne peut alors contenir que 2 e- de s forcément différents.
|Rem : un e- seul dans une case est un e- impair ou e- |( | | |
|célibataire. Il est représenté par : | | | |
| Si 2 e- occupen