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Expliquez moi: niveaux dénergie d'un atome et photons

Posté par
sarahmel
04-07-11 à 15:51

Bonjour,

Je ne comprends pas du tout la partie sur la quantification des niveaux dénergie d'un atome.
Je ne comprends pas comment un électron peut passer d'une couche à une autre, et le rapport avec l'énergie que cela engendre.
Puisque le photon prend la place d'un électron, est ce que l'on considère que l'atome (supposons qu'il était stable) devient un ion?
Je ne comprends pas non plus la différence entre les niveaux d'énergie et les couches électroniques...

Pourriez vous me l'expliquer de la manière la plus simple possible, SVP?

Merci de votre aide
Sarah ( pour précision je suis en remise à niveau pour reprise d'études après un arrêt de 9 ans, je n'étais pas une lumière en sciences malgré un bac S obtenu, mais je réalise à quel point j'étais à côté de la plaque notamment en 1ère. Objectif: fac de pharmacie)

Posté par
efpe
re : Expliquez moi: niveaux dénergie d'un atome et photons 04-07-11 à 17:39

salut à toi
il y a du boulot pour comprendre tout ça, mais au niveau bac ça devrait rester basique.

prenons l'atome d'hydrogène : un proton et un électron.
l'électron est en "orbite" autour du proton. Suivant la distance à laquelle se trouve l'électron (en gros le rayon de l'orbite), on dit qu'il se trouve sur des couches d'énergie différentes.

Il faut retenir que les couches les plus basses (donc le plus près du noyau) sont les couches les plus stables (c'est à dire de basse énergie).
Quand l'atome est au repos, l'électron va naturellement dans la couche de plus basse énergie. Ensuite si on apporte de l'énergie à l'atome (par rayonnement de photon par exemple), c'est l'électron qui prend cette énergie et en profite pour grimper dans les couches d'énergie, s'éloignant ainsi du noyau. Si on apporte suffisamment d'énergie, l'électron finit par s'échapper et l'atome s'ionise.

Voilà en gros c'est tout c'qu'il faut savoir, des questions ?

PS : attention, le photon ne prend pas la place de l'électron ! il est "absorbé" par l'atome

Posté par
sarahmel
re : Expliquez moi: niveaux dénergie d'un atome et photons 04-07-11 à 20:50

Merci efpe pour ta réponse!

j'ai compris pour l'atome hydrogène, mais comment ça se passe quand il y a plus d'électrons. Imaginons que les couches K, L et M soient pleines, soit 18 électrons, où va l'électron qui se déplace? Lequel se déplace? Quelle est la différence entre niveau d'énergie et couche?
J'ai aussi cru comprendre que plus le photon a un quantum d'énergie élevé, plus l'électron va faire un grand "saut", n'est ce pas?

De plus, je n'arrive pas à comprendre comment concrètement on peut envoyer un rayonnement sur des atomes, que ceux ci s'excitent, mais qu'il faut qu'ils se désexcitent pour renvoyer de l'énergie lumineuse, càd un photon?
Comment ça marche pour une ampoule à sodium? Est ce qu'on envoie de la lumière au gaz par intermittence, le temps que l'électron se remette en place, hop, on renvoie un petit coup de photons?

Posté par
efpe
re : Expliquez moi: niveaux dénergie d'un atome et photons 04-07-11 à 21:48

Citation :
j'ai compris pour l'atome hydrogène, mais comment ça se passe quand il y a plus d'électrons. Imaginons que les couches K, L et M soient pleines, soit 18 électrons, où va l'électron qui se déplace? Lequel se déplace?


quand il y a plus d'électrons, ils se mettent sur les couches les plus basses possibles, sachant que lorsqu'une couche basse est occupée, l'électron d'après est obligé de se mettre un peu plus loin. Du coup il y a des électrons sur plusieurs couches. Et ceux qui sont les plus loins sont les moins liés au noyau. Du coup ce sont les premiers à partir quand on donne de l'énergie à l'atome.

Citation :
Quelle est la différence entre niveau d'énergie et couche?


à chaque couche correspond son niveau d'énergie. Si tu veux ce sont les mêmes choses mais c'est comme si tu parles d'une orbite (= couche) et du rayon (= niveau d'énergie) de l'orbite.

Citation :
J'ai aussi cru comprendre que plus le photon a un quantum d'énergie élevé, plus l'électron va faire un grand "saut", n'est ce pas?

oui si on veut. si on donne une énergie suffisante, l'électron s'échappe

Citation :
De plus, je n'arrive pas à comprendre comment concrètement on peut envoyer un rayonnement sur des atomes, que ceux ci s'excitent, mais qu'il faut qu'ils se désexcitent pour renvoyer de l'énergie lumineuse, càd un photon?
Comment ça marche pour une ampoule à sodium? Est ce qu'on envoie de la lumière au gaz par intermittence, le temps que l'électron se remette en place, hop, on renvoie un petit coup de photons?


effectivement, imagine ton gaz de sodium. On envoie des photos dessus (avec une autre source de lumière) ou de l'énergie par une autre méthode. les électrons absorbent l'énergie et grimpe d'un étage. Mais comme ils veulent toujours être dans l'énergie la plus basse, ils vont vite redescendre en réémettant le quantum d'énergie sous forme de photon. La lumière est envoyée en continue, ce sont les atomes qui se chargent et se déchargent de manière périodique

Posté par
sarahmel
re : Expliquez moi: niveaux dénergie d'un atome et photons 04-07-11 à 22:14

Jz nz sais comment te remercier efpe, c'est beaucoup plus clair.

j'aueai besoin d'un toute petite dernière précision.
Est ce que tous les électrons peuvent s'exciter en même temps, ou est ce que c'est un seul électron qui réagit? Ou peut être ne réagissent ils pas en même temps, peut être qu'un électron réagit à chaque fois qu'un photon régit avec l'atome, et que le temps que cet atome ce désexcite et bien un autre photon excite un autre électron etc...enfin est ce que c'est ordonnée ou est ce que ça devient la dans de la jungle autour de ce noyau d'atome?

Posté par
efpe
re : Expliquez moi: niveaux dénergie d'un atome et photons 04-07-11 à 22:53

alors là ça commence à dépasser mes compétences donc j'ai peur de dire des bétises (d'ailleurs ça dépasse largement le niveau lycée ^^)

ce que je peux ajouter c'est qu'il faut que le quantum d'énergie ait une valeur bien précise (quantifiée) pour que l'électron saute d'un niveau à un autre et cette valeur dépend des niveaux donc ça doit réguler tout ça pour que ça ne soit pas trop la "jungle"

Posté par
sarahmel
re : Expliquez moi: niveaux dénergie d'un atome et photons 05-07-11 à 12:29

efpe tu es un ange!

Le fait de savoir que je n'ai pas besoin de savoir m'a été salutaire

Je te remercie d'avoir pris le temps de me répondre.

Posté par
efpe
re : Expliquez moi: niveaux dénergie d'un atome et photons 05-07-11 à 12:38

^^ après je comprends que tu essaies de tout comprendre, mais les modèles sont simples pour l'atome d'hydrogène et se compliquent très vite pour des atomes plus lourds. Moi-même j'ai appris tout ça en première année de prépa et non au lycée. Mais bon ça peut servir pour la pharma ensuite !

Bon courage à toi pour la suite !



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