Chapitre  1  :  Configuration  électronique     Lefèvre  2014-­‐2015  

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DOCUMENT  DE  COURS  CHAPITRE  1  :    CONFIGURATION  ELECTRONIQUE  D’UN  ATOME  DANS  SON  ETAT  FONDAMENTAL  

 DOCUMENT  1  :  CARACTERISTIQUES  DE  L’ATOME  ET  DE  SES  CONSTITUANTS  

    Rayon   Masse   Charge  

Atome     ≈  10-­‐10  m   ≈  A  x  mn   neutre  

Noyau   ≈  10-­‐14  m   =  A  x  mn   chargé  positivement  (+Ze)    

  Nombre    

Nucléon

 (A)   Neutron     A  –  Z   ≈  10-­‐15  m   mn  ≈  10-­‐27  kg   neutre  

Proton     Z   ≈  10-­‐15  m   mn  ≈  10-­‐27  kg   e  =  +1,6.10-­‐19  C  

Electron   Z   ≈  10-­‐15  m   me  ≈  10-­‐31  kg   -­‐e  =  -­‐1,6.10-­‐19  C  

Rappel     10-­‐3   10-­‐6   10-­‐9   10-­‐12   10-­‐15  

préfixe   milli   micro   nano   pico   femto    

DOCUMENT  2  :  ISOTOPES  A)  ABONDANCES  ISOTOPIQUES  DE  QUELQUES  ELEMENTS  

B)  DIAGRAMME  DE  SEGRE  

       

Elément   Numéro  atomique  

Isotope   Abondance  naturelle  

Commentaire  

Hydrogène   1   1H   99,99%    2H   0,01%   Appelé  deutérium  (parfois  noté  D)  

Carbone   6   12C   98,9%    13C   1,1%   Utile  pour  la  RMN  du  carbone  14C   Traces   Radioactif.  Utilisé  pour  la  datation  de  la  matière  organique.  

Oxygène   8   16O   99.76%    17O   0.038%   Utilisable  en  RMN  18O   0.20%   Utilisé  en  imagerie  médicale.  

Uranium   92   234U   0,0056%   Radioactif.  235U   0,720%   Radioactif.  Utilisé  dans  les  réacteurs  nucléaires.  On  augmente  sa  

proportion  dans  l’uranium  enrichi.  238U   99,2745%   Radioactif.  

=A-­‐Z  

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DOCUMENT  3  :  LA  LUMIERE  (RAPPELS  DE  TS)  Il  existe  deux  descriptions  complémentaires  du  rayonnement  lumineux.    

LE  MODELE  ONDULATOIRE  :    § Ce  modèle  est  justifié  par  le  phénomène  de  diffraction  de  la  lumière.  § La  lumière  est  décrite  par  une  onde  progressive  périodique  caractérisée  par  :    

• Sa  célérité  (c=3,00.108  m.s-­‐1  dans  le  vide)  • Sa  fréquence  ν  (en  Hz)  • Sa  longueur  d’onde  λ  (en  m)  

Ces  trois  valeurs  sont  liées  par  la  formule  :    

! =!!  

Selon   sa   longueur   d’onde,   un   rayonnement   peut   appartenir   à   différents   domaines   du   spectre   électromagnétique  (dont  la  lumière  visible  ne  constitue  qu’une  infime  partie)  :    

 

LE  MODELE  CORPUSCULAIRE  :  § Il  a  permis  d’expliquer  l’effet  photoélectrique.  § Un  rayonnement  de  fréquence  ν  est  composé  de  photons,  particules  de  masse  nulle  et  d’énergie  donnée  par  

la  formule  :    

!!!!"!# = ℎ! = ℎ!!                          !"#$  

!!!!"!#  !!é!"#$%"  !"  !ℎ!"!#  !"  !"#$%                    ℎ = 6,62. 10!!"!. !  !"  !"#$%&#%'  !"  !"#$%&

!  !"  !"é!"#$%#  !"  !"  ! = 3,00. 10!  !. !!!  !é!é!"#é  !"  !"  !!"#è!"

!  !"  !"#$%&'  !!!"#$  !"  !

 

 Plus  la  fréquence  est  grande,  plus  la  longueur  d’onde  est  faible  et  plus  l’énergie  du  rayonnement  est  grande.  

   

 

 

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DOCUMENT  4  :  SPECTRES  ATOMIQUES  L’ensemble   des   longueurs   d’onde,   ou   fréquences,   qu’un   atome   peut  émettre   après   excitation   forme   son   spectre  d’émission.  L’ensemble  des  longueurs  d’onde,  ou  fréquences,  qu’un  atome  peut  absorber  lorsqu’il  est  soumis  à  un  rayonnement  forme  son  spectre  d’absorption.  

 Le   spectre   d’émission   est   un   spectre   de   raies  :   seules  certaines  longueurs  d’onde  sont  émises.    

 

Le   spectre  d’absorption  est   un   spectre  de   raies  :   seules  certaines   longueurs  d’onde  sont  absorbées.  On  observe  alors   des   raies   noires,   correspondants   aux   longueurs  d’ondes   absorbées,   sur   le   spectre   de   la   lumière   qui   a  traversée  l’échantillon.  

 

DOCUMENT  5  :  REPARTITION  DES  ORBITALES  ATOMIQUES  

 

Obtention  d’un  spectre  d’absorption   Obtention  d’un  spectre  d’émission  On  fait  passer  de  la  lumière  à  travers  un  échantillon  et  on  décompose  la  lumière  en  sortie  d’échantillon  à  l’aide  d’un  

prisme  ou  d’un  réseau.    

 

On  excite  un  échantillon  (par  exemple  grâce  à  une  décharge  électrique)  et  on  décompose  la  lumière  émise  

lors  de  la  désexcitation.    

 

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DOCUMENT  6  :  ENERGIE  DES  OA  POUR  L’ATOME  D’HYDROGENE    

a) Diagramme  énergétique  

 

b) Lien  avec  le  spectre  d’émission  (voir  TD)  

           

DOCUMENT  7  :  ENERGIE  DES  OA  POUR  LES  ATOMES  POLYELECTRONIQUES