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Physique-Chimie

Chimie

Atomes et classification périodique

Dans cette vidéo, Leïla explique la configuration électronique de l'atome d'hydrogène et la physique quantique liée à ses niveaux d'énergie. Elle donne la formule ΔE = hµ = hc/λ pour la désexcitation des électrons et mentionne que la longueur d'onde de la radiation entre les niveaux d'énergie E4 et E2 est demandée dans cet exercice. En utilisant la formule de Planck-Einstein, elle isole λ et obtient hc/(E4-E2). En appliquant les valeurs numériques, elle trouve λ = 482 nm, ce qui correspond à la plage du visible. Elle souligne également la confusion fréquente entre les couleurs du spectre visible et les termes ultraviolet et infrarouge, rappelant que le bleu se trouve vers 400 nm et le rouge vers 800 nm.

Salut, c'est Leïla pour Studio. Aujourd'hui, on va travailler sur l'atome d'hydrogène. Alors, le but ici, c'est de faire le lien entre la configuration électronique des atomes que vous êtes en train de voir et la physique quantique, donc de parler en termes de niveau d'énergie de l'hydrogène. Donc, on vous donne les niveaux d'énergie pour l'atome d'hydrogène, donc une forme qui est connue. En, c'est moins 13,6 sur n². Ça, c'est quelque chose que vous retrouverez souvent, que ce soit en physique quantique ou en chimie. C'est les ions, enfin comme l'hydrogène, c'est l'atome de base et qu'on connaît très bien ses niveaux d'énergie. C'est une formule assez simple pour ça. Donc, ce qu'on nous demande ici, c'est de donner la longueur d'onde de la radiation qui est mise lors de la désexcitation du niveau E4 vers le niveau E2. Donc, je vais d'abord vous faire un petit rappel sur la désexcitation des électrons. A connaître par cœur, évidemment, c'est quelque chose que vous avez vu en terminale. C'est la fameuse formule ΔE égale hµ égale hc sur λ. Et donc, l'idée, c'est que je vous ai représenté ici en ordonnée les différents niveaux d'énergie qui sont plus ou moins grands. Et lors de la désexcitation, donc lorsque les électrons passent d'un niveau d'énergie à l'autre, on peut émettre un photon. Et vous connaissez la description corpusculaire du photon, mais également sa description ondulatoire. On peut relier le photon à une onde qui a une fréquence nue. Et donc, c'est ce fameux nu qui est dans la formule ΔE égale hµ. Donc ici, il suffit bien évidemment d'appliquer cette formule. Et donc, qu'est-ce que ça va nous donner ? L'énergie du photon, ce ΔE que j'ai noté, ε ici, c'est E4 moins E2. Et donc, ε égale hµ qui est égale à hc sur λ dans la formule qu'on appelle formule de Planck-Einstein. Et donc, il suffit d'isoler le λ et ça me donne hc sur E4 moins E2. Donc voilà la formule. On nous demande ensuite à quel domaine appartient cette radiation. Donc pour ça, il faut absolument faire l'application numérique, sinon on ne peut pas savoir. Donc, qu'est-ce que ça nous donne tout ça numériquement ? On trouve λ égale 482 nm. Donc, on est dans le visible. Vous savez que le visible, c'est entre 400 et 800 nm. Donc, voilà, 400, 800 nm. Alors, je vous ai remis ici le spectre avec toutes les ondes électromagnétiques. C'est quelque chose qu'on a également vu en optique dans la partie physique du programme. Souvenez-vous bien, le visible en général, vous n'avez pas trop de problèmes. 400, 800 nm, vous connaissez bien. Par contre, vous confondez à quel endroit on a le bleu et à quel endroit on a le rouge. Pourquoi ? Parce qu'on dit ultraviolet. Donc, vous avez l'impression que c'est vers les 800 nm. Et on dit infrarouge, donc vous avez l'impression que c'est en bas. C'est vers les 400 nm. Or, ces dénominations, elles concernent les fréquences uniquement. Donc, lorsqu'on a une longueur d'onde, c'est l'inverse. Donc, vers 400 nm, c'est là qu'on trouve le bleu. Et vers 800 nm, c'est là qu'on trouve le rouge. Alors, ici, nous, on est à 482 nm. Donc, on peut regarder plus précisément. Voilà, on va être dans un bon bleu foncé pour l'émission de cette longueur d'onde ici. J'espère que cette vidéo vous aura été utile. N'hésitez pas à poser vos questions en commentaire. A bientôt !

Atome d'hydrogène

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