Chapitre 2 : Atomistique DOCUMENT DE COURS CHAPITRE 2 : ATOMISTIQUE

Documents pareils
Chapitre 6. Réactions nucléaires. 6.1 Généralités Définitions Lois de conservation

Chapitre n 6 MASSE ET ÉNERGIE DES NOYAUX

ANALYSE SPECTRALE. monochromateur

Partie Observer : Ondes et matière CHAP 04-ACT/DOC Analyse spectrale : Spectroscopies IR et RMN

Résonance Magnétique Nucléaire : RMN

Professeur Eva PEBAY-PEYROULA

Lycée Galilée Gennevilliers. chap. 6. JALLU Laurent. I. Introduction... 2 La source d énergie nucléaire... 2

Atelier : L énergie nucléaire en Astrophysique

Transformations nucléaires

Équivalence masse-énergie

La physique nucléaire et ses applications

Chapitre 10 : Radioactivité et réactions nucléaires (chapitre 11 du livre)

POLY-PREPAS Centre de Préparation aux Concours Paramédicaux. - Section Orthoptiste / stage i-prépa intensif -

EXERCICES SUPPLÉMENTAIRES

Transformations nucléaires

Chapitre 11: Réactions nucléaires, radioactivité et fission

A retenir : A Z m n. m noyau MASSE ET ÉNERGIE RÉACTIONS NUCLÉAIRES I) EQUIVALENCE MASSE-ÉNERGIE

8/10/10. Les réactions nucléaires

Stage : "Développer les compétences de la 5ème à la Terminale"

Chapitre 5 : Noyaux, masse et énergie

Chapitre 02. La lumière des étoiles. Exercices :

Comprendre l Univers grâce aux messages de la lumière

Compétence 3-1 S EXPRIMER A L ECRIT Fiche professeur

DM 10 : La fusion nucléaire, l énergie de l avenir? CORRECTION

Energie Nucléaire. Principes, Applications & Enjeux. 6 ème /2015

Energie nucléaire. Quelques éléments de physique

Lycée français La Pérouse TS. L énergie nucléaire CH P6. Exos BAC

C3. Produire de l électricité

Enseignement secondaire

Séquence 9. Étudiez le chapitre 11 de physique des «Notions fondamentales» : Physique : Dispersion de la lumière

5 >L énergie nucléaire: fusion et fission

P17- REACTIONS NUCLEAIRES

THEME 2. LE SPORT CHAP 1. MESURER LA MATIERE: LA MOLE

DIFFRACTion des ondes

PHY113 : Cours de Radioactivité

C4: Réactions nucléaires, radioactivité et fission

a. Fusion et énergie de liaison des noyaux b. La barrière Coulombienne c. Effet tunnel & pic de Gamov

Mécanique Quantique EL OUARDI EL MOKHTAR LABORATOIRE MÉCANIQUE & ÉNERGÉTIQUE SPÉCIALITÉ : PROCÈDES & ÉNERGÉTIQUE. dataelouardi@yahoo.

BTS BAT 1 Notions élémentaires de chimie 1

Chap 2 : Noyaux, masse, énergie.

Interactions des rayonnements avec la matière

Panorama de l astronomie. 7. Spectroscopie et applications astrophysiques

Historique. Les radiations nucléaires 1

Fiche professeur. L analyse spectrale : spectroscopies IR et RMN

Compléments - Chapitre 5 Spectroscopie

A. Énergie nucléaire 1. Fission nucléaire 2. Fusion nucléaire 3. La centrale nucléaire

Chap 1: Toujours plus vite... Introduction: Comment déterminer la vitesse d une voiture?

I. Introduction: L énergie consommée par les appareils de nos foyers est sous forme d énergie électrique, facilement transportable.

Principe et fonctionnement des bombes atomiques

Panorama de l astronomie

TP 2: LES SPECTRES, MESSAGES DE LA LUMIERE

Nouveau programme de première S (2011) : l essentiel du cours.

TS1 TS2 02/02/2010 Enseignement obligatoire. DST N 4 - Durée 3h30 - Calculatrice autorisée

Fluorescent ou phosphorescent?

Les rayons cosmiques primaires chargés

PHYSIQUE CHIMIE. Notions de première indispensables. Table des matières. pour la Terminale S 1 LE PHOTON 2 LES SOLUTIONS COLORÉES

TP 03 B : Mesure d une vitesse par effet Doppler

Molécules et Liaison chimique

PHYSIQUE Discipline fondamentale

A) Les réactions de fusion nucléaire dans les étoiles comme le Soleil.

Opérateur d analyseurs à fluorescence X portatifs. Livret de renseignements sur la certification et la préparation relatives aux évaluations

EXERCICE 2 : SUIVI CINETIQUE D UNE TRANSFORMATION PAR SPECTROPHOTOMETRIE (6 points)

TD 9 Problème à deux corps

Comment déterminer la structure des molécules organiques?

Introduction à la physique nucléaire et aux réacteurs nucléaires

FICHE 1 Fiche à destination des enseignants 1S 16 Y a-t-il quelqu un pour sauver le principe de conservation de l énergie?

Chapitre 11 Bilans thermiques

Chapitre 2 RÉACTIONS NUCLÉAIRES

INTRODUCTION À LA SPECTROSCOPIE

3 Charges électriques

La Fusion Nucléaire (Tokamak) Nicolas Carrard Jonathan Carrier Guillomet 12 novembre 2009

ÉNERGIE : DÉFINITIONS ET PRINCIPES

Application à l astrophysique ACTIVITE

Différents types de matériaux magnétiques

Structure quantique cohérente et incohérente de l eau liquide

Les rayons X. Olivier Ernst

Radioactivité et chimie nucléaire

Niveau 2 nde THEME : L UNIVERS. Programme : BO spécial n 4 du 29/04/10 L UNIVERS

BAC BLANC SCIENCES PHYSIQUES. Durée : 3 heures 30

Contenu pédagogique des unités d enseignement Semestre 1(1 ère année) Domaine : Sciences et techniques et Sciences de la matière

Rayonnements dans l univers

La physique nucléaire

Comment réaliser physiquement un ordinateur quantique. Yves LEROYER

Chapitre 6 : les groupements d'étoiles et l'espace interstellaire

nucléaire 11 > L astrophysique w Science des étoiles et du cosmos

Où est passée l antimatière?

Chapitre 6 La lumière des étoiles Physique

NOYAU, MASSE ET ENERGIE

LE COSMODETECTEUR : UN EXEMPLE DE CHAÎNE DE MESURE

Correction ex feuille Etoiles-Spectres.

Champ électromagnétique?

1STI2D - Les ondes au service de la santé

Stabilité et Réactivité Nucléaire

NUAGES INTERSTELLAIRES ET NEBULEUSES

par Alain Bonnier, D.Sc.

PROGRAMME DE PHYSIQUE - CHIMIE EN CLASSE DE SECONDE GÉNÉRALE ET TECHNOLOGIQUE

OFPPT ROYAUME DU MAROC RESUME THEORIQUE & GUIDE DE TRAVAUX PRATIQUES ANALYSE DE CIRCUITS A COURANT CONTINU MODULE N : 5 ELECTROTECHNIQUE SECTEUR :

Dossier «L énergie nucléaire»

EPREUVE COMMUNE DE TIPE 2009 partie D ANALYSES RADIOCHIMIQUES ET ISOTOPIQUES : LES TRACEURS RADIOACTIFS

Transcription:

DOCUMENT DE COURS CHAPITRE 2 : ATOMISTIQUE DOCUMENT 1 : CARACTERISTIQUES DE L ATOME ET DE SES CONSTITUANTS Nucléons (A) Rayon Masse Charge Atome 10-10 m A x m n neutre Noyau 10-14 m = A x m n chargé positivement (+Ze) Nombre Neutrons A Z 10-15 m m n 10-27 kg neutre Protons Z 10-15 m m n 10-27 kg e = +1,6.10-19 C Electrons Z 10-15 m m e 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 Elément Numéro atomique Hydrogène 1 Carbone 6 Oxygène 8 Uranium 92 Isotope Abondance naturelle Commentaire 1 H 99,99% 2 H 0,01% Appelé deutérium (parfois noté D) 12 C 98,9% 13 C 1,1% Utile pour la RMN du carbone 14 C Traces Radioactif. Utilisé pour la datation de la matière organique. 16 O 99.76% 17 O 0.038% Utilisable en RMN 18 O 0.20% Utilisé en imagerie médicale. 234 U 0,0056% Radioactif. 235 U 0,720% Radioactif. Utilisé dans les réacteurs nucléaires. On augmente sa proportion dans l uranium enrichi. 238 U 99,2745% Radioactif. B) DIAGRAMME DE SEGRE : ISOTOPES STABLES, ISOTOPES RADIOACTIFS =A-Z 1

DOCUMENT 3 : LA LUMIERE (RAPPELS DE TS) Il existe deux descriptions complémentaires du rayonnement lumineux. LE MODELE ONDULATOIRE : La lumière est décrite par une onde électromagnétique progressive périodique caractérisée par : Sa célérité (c = 3,00.10 8 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 : λ = c ν 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 : Un rayonnement de fréquence ν est composé de photons, particules de masse nulle et d énergie donnée par la formule : E &'()(* = hν = h c λ avec E &'()(* l 1 énergie du photon en Joule h = 6,62. 10 CDE J. s la constante de Planck ν la fréquence en Hz c = 3,00. 10 N m. s CP célérité de la lumière λ la longeur d 1 onde en m Plus la fréquence est grande, plus la longueur d onde est faible et plus l énergie du rayonnement est grande. 2

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. Obtention d un spectre d absorption 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. Obtention d un spectre d émission On excite un échantillon (par exemple grâce à une décharge électrique) et on décompose la lumière émise lors de la désexcitation. 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 : NOMBRES QUANTIQUES ET NOMENCLATURE DES ORBITALES ATOMIQUES (OA) A CONNAITRE Nombre quantique principal n nombre entier strictement positif (1, 2, 3 ) n désigne la couche à laquelle appartient l orbitale n caractérise la taille de l orbitale : l électron d autant plus loin du noyau que n est grand Nombre quantique secondaire l nombre entier tel que : 0 l n-1 donc n valeurs de l possibles pour chaque valeur de n l désigne la sous-couche à laquelle appartient l orbitale l caractérise la forme de l orbitale Nombre quantique magnétique m l pour chaque valeur de l, m l est un entier relatif tel que : - l m l + l donc (2 l +1) valeurs de m l possibles pour chaque valeur de l m l caractérise l orientation de l orbitale La donnée de (n, l, m l ) définit une orbitale atomique ψ n,l,ml. 3

Nomenclature des OA : Chaque valeur de l est associée à une lettre de l alphabet : valeur de l 0 1 2 3 4 lettre s p d f g puis on suit l alphabet (l = 5 à h ) Nom d une orbitale atomique : nombre quantique principal n + lettre correspondant à la valeur de l (la valeur de m l peut figurer en indice mais est le plus souvent omise). Voir exemples dans le cours. n = 4... M L K DOCUMENT 6 : ENERGIE DES OA POUR L ATOME D HYDROGENE a) Diagramme énergétique 4

b) Lien avec le spectre d émission de l hydrogène (voir TD) DOCUMENT 7 : ENERGIE DES OA POUR LES ATOMES POLYELECTRONIQUES DOCUMENT 8 : TROIS REGLES DE REMPLISSAGE ELECTRONIQUE A CONNAITRE a) Principe d exclusion de Pauli b) Règle de Klechkowski Deux électrons d un même atome ne peuvent pas être décrit par le même quadruplet de nombres quantiques (n, l, m l, m s ). Dans la configuration électronique fondamentale, les orbitales sont remplies par valeurs de (n + l) croissantes et pour une même valeur de (n + l), par valeurs de n croissantes. Cet ordre de remplissage correspond environ à un remplissage des OA par énergie croissante. c) Règle de Hund Pour la sous-couche en cours de remplissage, la configuration de plus basse énergie est obtenue lorsque les électrons occupent le plus d OA avec des spins parallèles (même valeur de m s ). 5

DOCUMENT 9 : PROPRIETES MAGNETIQUES DES ATOMES S il possède au moins un électron non apparié (dit célibataire), l atome est dit paramagnétique. Les composés paramagnétiques sont fortement influencés par un champ magnétique extérieur. Exemple : L espèce contenue dans le tube est paramagnétique, elle est attirée vers l entrefer de l aimant (là où le champ magnétique est le plus fort. Si tous les électrons sont appariés (toutes les sous-couches sont complètes), l atome est dit diamagnétique. Les composés diamagnétiques sont peu sensibles à l application d un champ magnétique extérieur. Exemple : L espèce contenue dans le tube est diamagnétique, il n y a pas d attraction vers l aimant, même si on rapproche celui-ci du tube (le tube est en fait légèrement repoussé, mais l effet est faible). L explication en vidéo : https://www.youtube.com/watch?v=u36qppveh2c DOCUMENT 10 : ELECTRONS DE CŒUR ET ELECTRONS DE VALENCE Les électrons de valence sont ceux qui occupent les couches de plus grand n et les sous-couches en cours de remplissage. Ce sont les électrons les plus hauts en énergie donc les plus accessibles. Ce sont ceux qui permettront la formation de liaisons chimiques et ceux qui seront mis en jeu dans les réactions chimiques. Les propriétés chimiques de l atome sont dictées par les électrons de valence. Les électrons de cœur sont qui occupent toutes les autres orbitales atomiques. Ce sont des électrons bas en énergie, difficilement accessibles. 6