Je veux savoir comment est un atome lorsquil est excité.
Si un atome, en raison de la collision dun autre atome en mouvement rapide , devient rapide aussi, est-ce aussi un » état excité « ?
Modifier : Je suppose que la réponse est quil y a deux explications pour » lexcitation « :
- Lélectron obtient vers des orbitales plus élevées
- Un atome particulier se déplace à une vitesse plus élevée que le reste de ses atomes voisins
Commentaires
- Létat excité change les orbites délectrons principalement pendant lhybridation. Pour autant que je sache, les atomes ne sont pas excités à cause de leurs vitesses énormes
- ^ Pendant lhybridation? Comme lhybridation sp3? Je crois que non. Lhybridation est généralement considérée comme un effet détat fondamental. De plus, les atomes peuvent être excités lors de collisions.
- Et par exemple, l article de Wikipédia nest pas clair pour vous?
- Un atome excité est donc un atome dont lénergie a augmenté, ce qui est présenté comme un transfert de certains des ses électrons à des orbitales plus éloignées. Si un atome est fait pour se déplacer plus rapidement, même sil a une énergie plus élevée par rapport à létat initial, cela ne sappelle pas exciter un atome, nest-ce pas? Cela ne concerne que les électrons.right?
Answer
Introduction
En général, un état du système physique est décrit par un ensemble de variables Considérons la variable «Énergie interne du système»
États du système
Un système est dit être dans son «état fondamental» quand il est au niveau dénergie le plus bas possible Tout autre État est alors un «État Excité» et il correspondrait à un niveau dénergie supérieur à celui de létat fondamental (par définition cest le niveau minimum)
Exemple
Considérons comme système physique latome dhydrogène qui est formé par un proton et un électron.
Cest un système mécanique quantique lié, donc les niveaux dénergie sont discrets. Supposons que l’électron soit dans l’orbitale la plus basse possible (s1): c’est l’état fondamental du système.
Si vous fournissez la bonne quantité dénergie (rappelez-vous que le spectre dénergie est discret) au moyen dun photon frappant le système, alors le système absorbera lénergie du photon et la stockera comme «énergie interne» avec le électron sautant vers les orbitales externes. Ainsi, le système passe à un état excité car il nest plus dans son état fondamental (son électron unique a changé dorbitale).
Considérez quen général les systèmes ont tendance à minimiser leur énergie potentielle, donc les «états excités» sont instables: plus le système reste excité longtemps, plus la probabilité dune décroissance est élevée.
Pour conclure notre exemple, considérons le cas de latome devenant un ion, cela se produit si la quantité dénergie absorbée est si élevée que lélectron peut surmonter la barrière de potentiel négatif de létat lié et devenir un » particule libre »(en fait, vous devez vous souvenir de la dualité particule-onde).
Dans ce cas, vous ne pouvez pas dire que le système est excité, il a complètement changé: ce n’est plus un système qm lié composé de protons et d’électrons.
Commentaires
- Merci Nicola pour votre réponse …… juste pour clarifier: donc un atome excité est celui dont lénergie a augmenté ce qui se présente comme un transfert de certains de ses électrons vers des orbitales plus éloignées. Si un atome est fait pour se déplacer plus rapidement, même sil a une énergie plus élevée par rapport à létat initial, cela ne sappelle pas exciter un atome, nest-ce pas? Cela a à voir uniquement avec les électrons. Non?
- Eh bien, techniquement, cela dépend du cadre de référence que vous utilisez. Jai choisi comme système physique latome dhydrogène, jai donc mis le cadre de référence centré sur latome lui-même, donc pour me concentrer uniquement sur son état interne (et ses degrés de liberté) .Si vous mettez le cadre de référence en dehors de latome, vous peut considérer aussi son potentiel (dû à un champ externe) et son énergie cinétique mais alors votre système devient un gaz.
- Je ne comprends pas cette partie » mais alors votre le système devient un gaz. »
Réponse
Lexcitation est une élévation du niveau dénergie au-dessus dun état dénergie de base arbitraire.
» En anglais, sil vous plaît! »
Donc, ce que cela veut dire, cest quun atome est considéré comme « excité » lorsque son niveau dénergie est plus élevé que le reste. Cela peut se manifester sous forme de chaleur, de lumière, etc. Par exemple, les aurores boréales. LAurora est lorsque le rayonnement du soleil a excité les atomes dans lair. Ces atomes doivent retourner à la ligne de base, ils libèrent donc de lénergie sous forme de lumière.
Votre cuisinière est un autre exemple. Les molécules de leau juste à côté du radiateur ont accéléré, elles commencent donc à se briser dans dautres molécules à côté delles, les excitant. Et donc le pot se réchauffe.
Réponse
Fondamentalement, les électrons préfèrent rester au niveau le moins dénergie dun atome. Si une certaine quantité dénergie lui est donnée, elle saute à un niveau dénergie supérieur. Il y a des niveaux dénergie discrets, donc e- naccepterait quune certaine énergie particulière pour être expulsée vers un niveau dénergie supérieur. Lorsquil revient à un état inférieur, il émet de lénergie sous forme de photons. Recherchez le spectre de lhydrogène pour en savoir plus.
Réponse
Considérez le modèle suivant dun atome:
Gardez à lesprit quil ne sagit que dun modèle et tant quil lest un bon modèle qui élève notre compréhension du monde subatomique, ce nest encore quun modèle et la réalité sera différente. De quelle façon précisément? Nous ne savons pas. Le modèle est assez bon, cependant, pour comprendre ce quest un atome excité.
Avec cette mise en garde à lécart, nous pouvons dabord essayer de comprendre ce quest létat fondamental. au milieu, vous avez les protons et les neutrons qui sont densément emballés pour former le noyau. Il est chargé positivement par $ Ze $, où $ Z $ est le nombre de protons et $ e $ est la charge unitaire. Le même nombre $ Z $ délectrons doivent orbiter autour du noyau pour rendre cet atome neutre. Si nous considérons $ Z = 1 $, nous navons quun seul électron, et nous pouvons ignorer les règles, où exactement lélectron est autorisé à être dû à la présence dautres électrons ( voir Principe de Pauli pour plus dinformations).
Les niveaux dénergie de latome sont quantifiés. Cela signifie quil ny a que certains niveaux où lélectron est autorisé à orbiter. Sur limage, ils sont indiqués par les cercles gris (« coquilles »). Si lélectron se trouve sur la coquille la plus interne ($ n = 1 $), il a lénergie la plus basse. Sil se trouve sur la deuxième coquille ($ n = 2 $), il a plus dénergie, et ainsi de suite. En règle générale, un atome veut être dans son état fondamental, où il a lénergie la plus faible possible, cest-à-dire où lélectron est sur la première coquille. Lorsque lélectron orbite sur une autre coquille que la première, nous appelons latome excité. Exciter un atome peut arriver, par ex. par irradiation, où lélectron absorbe lénergie dun photon (lumière) pour atteindre lune des coquilles extérieures. Après un certain temps, lélectron retournera à la coque la plus interne, cest-à-dire que latome reviendra à son état fondamental. Puisquil est dans un état énergétique inférieur, la conservation de lénergie nous dit quil doit émettre lénergie restante. Cela se fait en émettant un photon, avec une longueur donde très typique (voir raies spectrales pour plus dinformations). Dans limage, ceci est montré par la ligne ondulée rouge, où $ \ Delta E $ est la différence dénergie entre la 2ème et la 3ème coquille et aussi lénergie que le photon emportera.