Chap 19 – Mécanique quantique de l'atome 
I ) Mécanique de Newton :
Deux corps ponctuels A et B sont soumis :
* à l'interaction …………… ……………….. (loi de Newton) : FA/B = …… = ……………….
* à l'interaction ………... ou ……….. ……………… (loi de Coulomb) FA/B=…...= ………………
La mécanique de Newton permet d'étudier un système planète-satellite. Si on applique cette théorie à un atome, on aboutit à des …………., un électron qui gravite autour du noyau devrait émettre …………………. des ondes électromagnétiques et à cause de cette perte d'énergie, il devrait s'……….. sur le noyau (Rutherford), cette théorie …………….. s'appliquer à l'atome.
II ) Mécanique quantique de l'atome :
1) Modèle:
Un nouveau modèle de l'atome (Bohr) appliqué à l'atome de l'hydrogène énonce de nouveaux postulats : le noyau est ….., les électrons …………. autour du noyau à la vitesse v sur des orbites circulaires définies par une énergie E en …. égale à …………… ( n entier, 1, 2, 3,…).
L'énergie d'un électron ……………… sur une orbite donnée. L'électron peut perdre ou gagner de l'énergie en passant d'une ………… à une autre.
L'énergie des électrons de l'atome d'hydrogène est …………… (valeurs définies).
(Par contre, un satellite peut prendre n'importe quelle orbite et avoir n'importe quelle énergie)
L'orbite la plus stable est celle dont l'énergie est la plus ……….., E1 = ……… e.V.
Cet état est appelé état ……………., les autres sont des états ………...
Ce modèle a ses limites et il n'est pas satisfaisant dans tous les cas.
La mécanique …………… a donc été développée.
Elle s'applique à des systèmes extrêmement …….
Elle assimile le mouvement d'une particule à celui d'une …… de longueur d'onde définie par :
λ = ……… avec h : constante de Planck ; m et v : masse et vitesse de la particule
2) Interaction d'un faisceau d'électrons avec la matière :
Un faisceau d'électrons de même énergie cinétique, est émis dans une ampoule contenant un gaz sous forte pression. On analyse l'énergie cinétique des électrons sortants. Certains électrons ont perdus des quantités d'énergie de valeurs ……….. (………..).
Cette énergie est …………. aux atomes du gaz.
Un atome ne peut ………. de l'énergie que si celle-ci permet à un électron de ……. d'un niveau d'énergie à un autre. On dit que les énergies de l'atome sont ……….. appelées …….. d'énergie
3) Interprétation
de spectre de raies :
On utilise le modèle de Bohr.
Dans son état "normal", l'atome est à son niveau d'énergie le plus bas, dans son état ……………...
Dans les niveaux supérieurs, l'atome est dans un état ………..
Le passage d'un état d'énergie à un autre est appelé …………..
On peut décomposer une lumière avec un …….. ou un ………, on obtient ainsi son spectre lumineux …… ou de ……. (voir cours 2nde)
Un spectre d'émission est obtenu en décomposant une lumière ……. par une source.
Un spectre d'absorption est obtenu en décomposant la lumière ayant ………. une substance à partir de lumière …………...
Un spectre de raies est obtenu avec de la lumière …….. ou ………. par des atomes libres; dans les 2 cas, les longueurs d'ondes des raies sont …………. Il est ……………… d'un élément chimique.
Spectre de raie de la lumière ……… par une lampe à vapeur de mercure.
Pour interpréter les spectres de raies , on utilise les hypothèses suivantes :
* les échanges d'énergie entre un atome et la lumière se font par …….. d'énergie
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Il y a émission de lumière lorsque, après avoir été …….., l'atome subit une transition d'un niveau d'énergie Ei à un niveau d'énergie …………… Ef |
Un atome peut …….. de l'énergie lumineuse : il subit alors une transition d'un niveau d'énergie Ei à un niveau d'énergie …….. Ef |
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* la quantité
(quantum) d'énergie ΔE associée à une
radiation lumineuse dépend de la fréquence ν de la radiation
ΔE
= ….. = ………. ; ( h : constante de Planck ) h = 6,62.10-34 J.s
Au cours d'une transition, un atome ne peut …….. ou ………. qu'un ….. quantum d'énergie lumineuse. Ces quanta ont certaines valeurs ……….. et par conséquent, les longueurs ont aussi des valeurs ……………..
Les radiations associées aux quanta d'énergie lumineuse …… correspondent aux raies du spectre d'……………..
Les radiations associées aux quanta d'énergie lumineuse ………. correspondent aux raies du spectre d'…………….
Les quanta d'énergie étant les mêmes, les longueurs d'ondes des raies du spectre d'émission et celles des raies du spectre d'absorption sont ………….
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