[PDF] [PDF] Cours Atomistiquepdf

[PDF] Faculté des Sciences Meknès Cours ATOMISTIQUE SVTU/S1 PrH

DEPARTEMENT DE CHIMIE FILIERE SVTU/S1 MODULE CHIMIE GENERALE COURS ATOMISTIQUE/LIAISON CHIMIQUE Réalisé par : Pr Hamid MAGHAT

[PDF] Cours Atomistique Chahra

Structure de l'atome ; Constituants de la matière Avant propos: Ce cours de Structure de l'atome, Constituants de la matière est destiné aux étudiants de 1er  

[PDF] COURS Atomistique 1er Semestre - Cours de Chimie en 1ère année

Cours Atomistique PC1 2016 Dr M GUENE Maître de Conférences http://s3 e- monsite com/2010/09/27/72667518chapitre-i-str-de-latome- pdf pdf Chapitre 2

[PDF] Cours Atomistiquepdf

L'Unité de Masse Atomique Elle est définie comme 1/12 de la masse d'un atome de Carbone12C (carbone), Une mole de carbone C pesant par convention 

[PDF] TOUT LE COURS EN FICHES - Dunod

Chapitre 2 Atomistique Fiche 11 Les atomes 28 Le cours est structuré en 10 chapitres Des compléments en ligne sur le site www chimie-generale net

[PDF] Cours datomistique Hubert Klein

29 jan 2010 · Cours d'atomistique Hubert Klein Page 2 Table des matières I Fondements 4 1 Structure atomique de la matière 5 1 1 Lamole, le nombre 

[PDF] Atomistique - Classification périodique - Chimie nucléaire

loi de conservation de la masse au cours d'une réaction ( énoncée par Lavoisier) : « lors d'une réaction chimique, la masse totale des réactifs est égale à la 

[PDF] SUPPORT PAPIER DU COURS NECESSAIRE, TRES - UFR STRM

[4] J -C Maillet, R Fournié, Cours de Chimie, Dunod, (1995) [5] G Pannetier, Chimie Physique Générale, Atomistique, liaisons chimiques et structures 

[PDF] CENTRE DES CLASSES PRÉPARATOIRES COURS - cpge maroc

CENTRE DES CLASSES PRÉPARATOIRES COURS DE CHIMIE PCSI/MPSI/ TSI STRUCTURE DE LA MATIÈRE SAID EL FILALI 

[PDF] cours audiovisuel gratuit pdf

[PDF] cours audit des systèmes d'information pdf

[PDF] cours audit et controle de gestion pdf

[PDF] cours audit externe pdf

[PDF] cours audit informatique

[PDF] cours audit interne pdf

[PDF] cours autocad 2010 pdf gratuit

[PDF] cours autocad 2013 francais pdf

[PDF] cours autocad 2014 pdf

[PDF] cours autocad 2015 pdf

[PDF] cours autocad 3d pdf gratuit

[PDF] cours autocad pdf gratuit télécharger

[PDF] cours automatique asservissement

[PDF] cours automatique et informatique industrielle pdf

[PDF] cours automatique linéaire pdf

Cours d€atomistiqueS1/SMP-SMC

Cours d€atomistiqueS1/SMP-SMC

1Pr. Omar BENALI

CHAPITREICONSTITUTION DE L€ATOME

2CHAPITREICONSTITUTION DE L€ATOME

I.Définition d un atomeUnatome(dugrec,atomos,"quel'onnepeutdiviser")estlapluspetitepartied'uncorpssimplepouvantsecombinerchimiquementavecuneautre.Unatomeestconstituéd'unnoyaucomposédeprotonsetdeneutronsautourdesquelsgravitentdesélectrons.

3

I.Définition d un atomeUnatome(dugrec,atomos,"quel'onnepeutdiviser")estlapluspetitepartied'uncorpssimplepouvantsecombinerchimiquementavecuneautre.Unatomeestconstituéd'unnoyaucomposédeprotonsetdeneutronsautourdesquelsgravitentdesélectrons.

Noyau:(protons+Neutrons)Cortègeélectronique(Electronsgravitant autourdu noyau )Cortègeélectronique(Electronsgravitant autourdu noyau )

4 5 6

瀩漩獥‡ neutrons = N⇒A = Z + N avec A"N"Z :搩耩獩朩温攩

7

瀩漩獥‡ neutrons = N⇒A = Z + N avec A"N"Z :搩耩獩朩温攩

9 10 11

P"seP"se

12 13 14 15 16 17

CHAPITREIILes mod"les classiques de l€atome

18CHAPITREIILes mod"les classiques de l€atome

19Schéma de l'expérience des rayons cathodiques réalisée par Thomson en 1897

20 21

Particuleðaquirebondit

23
24
25
Spectre d"émission de l"atome d"Hydrog‚neExpérience: 26
27
28
29

But: détermination d"une relation entre lescaractéristiques des différentes raies du spectreAu lieu de, on utilisera(= 1/) : Nombre d"onde.Dès 1885, le suisse J. Balmer a proposé la relationRH:ConstantedeRydbergpourl"Hydrog‚ne,savaleurexpérimentalevaut:109677cm-1=10967700m-1Endonnantàplesvaleurs3,4,5et6,onretrouverespectivementlesvaleursde:656,486,434et410nmdes4raiesduspectre.ðs= 1 /ðl= RH(1/22-1/p2)

But: détermination d"une relation entre lescaractéristiques des différentes raies du spectreAu lieu de, on utilisera(= 1/) : Nombre d"onde.Dès 1885, le suisse J. Balmer a proposé la relationRH:ConstantedeRydbergpourl"Hydrog‚ne,savaleurexpérimentalevaut:109677cm-1=10967700m-1Endonnantàplesvaleurs3,4,5et6,onretrouverespectivementlesvaleursde:656,486,434et410nmdes4raiesduspectre.

31

ðsest le nombre d'ondeRH= 1,096 107m-1: la constante de Rydberg pour l€hydrog"ne..n et p sont des entiers tels que n < p.La formule est appelformule de Rydberg ou Ritz

32
33
34
np np 35

Postulat du moment cinétiqueLesétatsdemouvementpermissontceuxpourlesquelslemomentcinétiques0de沀舩汥挩瑲漩温estunmultipleentierde(h/2p).0= n (h/2) =mevernme:massede沀舩汥挩瑲漩温etvesavitessern:rayonde氩聯牢楴攩danslaquellecircule沀舩汥挩瑲漩温.

36

Postulat du moment cinétiqueLesétatsdemouvementpermissontceuxpourlesquelslemomentcinétiques0de沀舩汥挩瑲漩温estunmultipleentierde(h/2p).0= n (h/2) =mevernme:massede沀舩汥挩瑲漩温etvesavitessern:rayonde氩聯牢楴攩danslaquellecircule沀舩汥挩瑲漩温.

38
Calcul de quelquesgrandeurs de l€atomed€hydrog"ne

CHAPITRE III

39Calcul de quelquesgrandeurs de l€atomed€hydrog"ne

40
41
42
Donc:

43Orbites permises <=> orbites stationnaires2r = n( n = 1, 2, 3...)

Quantification du moment cinetique

44

Pour r1= 5,3 10-11m = 0,53: (n=1)premier rayon de Bohr pour l'atome d'hydrogànequ€on note a0.

45
46
47

Pour n=1

48
49
50
51
52
53
54

Notiond opérateurUnopérateurc estlesymboled uneopérationquel oneffectuesurunefonctionpourretrouveruneautrefonctionouquelquefoislamêmefonction.Exemple:L opérateurdérivée(d/dx)agissantsurlafonctionexponentielleekxdonnelafonctionkekx.

Lepassagedelamécaniqueclassiqueàlamécaniquequantiquesefaitàl aided opérateur.Achaquegrandeur,delamécaniqueclassiqueonassocieunopérateurquipermetd écrirecettegrandeurenmécaniquequantique.Notiond opérateurUnopérateurc estlesymboled uneopérationquel oneffectuesurunefonctionpourretrouveruneautrefonctionouquelquefoislamêmefonction.Exemple:L opérateurdérivée(d/dx)agissantsurlafonctionexponentielleekxdonnelafonctionkekx.Â: Opérateurf : Fonction proprea: Valeur propreÂf = af

On appelle orbitales atomiques, les fonctions d'ondes des€lectrons atomiques.En 1926, Schrˆdinger a montr€ que la fonction d'onde etl'€nergie E sont solution d'une €quation aux d€riv€espartielles du second ordre.L'€quation de Schrˆdinger s'€crit :

m est le nombre quantique magn€tiqueIld€finitunecasequantiqueIlya2l+1valeursdem(2l+1)orbitales-lm+lIld€terminel'orientationspatialed'uneorbitale.

n12345 ...Couche䬩䰩䴩丩O °

Notation des couches: Selon la valeur delon donne unnom à la sous couche désignée par une lettre minusculeValeur de氩01234 &.Sous coucheou orbitale猩瀩搩昩朩Exemples:Sous-couche-Couche K n=1 ;氩=0 1s (scharp)-Couche L n=2 ;氩=0 2s氩=1 2p (principal)-Couche M n=3 ;氩=0 3s氩=1 3p氩=2 3d (diffuse)

•Orbitales s

La partie radiale est la m'me pour les 3 orbitales p, lapartie angulaire a la forme suivante:m=0A= cosm=1A= sincosm=-1A= sinsinLesvaleursdiff€rentesdeAd€finissentdesdomainesdeprobabilit€depr€sencequipr€sententdessym€triesbienparticuliŠresLesvaleursdiff€rentesdeAd€finissentdesdomainesdeprobabilit€depr€sencequipr€sententdessym€triesbienparticuliŠres

L㴱xzzzxx

ym = 1m = 0m =-1yy䰩攩猩

Orbitales d

1) Etablir les configurations électroniques complètes desédifices atomiques suivants : Na (Z=11)-O (Z=8) K(Z=19)Na: 1s22s22p63s1O: 1s22s22p4K: 1s22s22p63s23p64s1Na: 1s22s22p63s1O: 1s22s22p4K: 1s22s22p63s23p64s1

Exceptions ' la rŠgle de klechkowsky:Stabilisationlorsquelasous-couche(n-1)dest'moiti€rempliens1(n-1)d5ns2(n-1)d4Anomaliens2(n-1)d9Stabilisationlorsquelasous-couche(n-1)dest'moiti€rempliens1(n-1)d10Stabilisationlorsquelasous-couche(n-1)destremplieAnomalie

24Cr : 1s22s22p63s23p64s23d4Anomalie24Cr : 1s22s22p63s23p64s13d5Anomalie

29Cu : 1s22s22p63s23p64s23d929Cu : 1s22s22p63s23p64s13d10Anomalie29Cu : 1s22s22p63s23p64s13d10

CHAPITRE VLa classification périodique des élémentsDanslechapitreprécédentnousavonsdécritsimplementlecortègeélectroniquedesatomes.Unélectronestcaractériséparses4nombresquantiques:n,l,mets.Lesélectronsseplacentsurdescouchessuccessivescaractériséesparlenombrequantiqueprincipaln.Chaquecoucheestcomposéesdesous-couchescaractériséesparlenombrequantiquesecondairel.Chaquesous-couchesedécomposeencasesquantiquescaractériséesparlenombrequantiquemagnétiquem.

2 3 4

Couchedevalence:Onappelleélectronsdevalenced"unatomelese-quisetrouventsurladernièrecouchedecetatome.Ouencorelese-périphériques.Exemple:C (Z=6): 1s22s22p2Couche de valence :2s22p2(4 e-de valence)O (Z=8): 1s22s22p4Couche de valence :2s22p4(6 e-de valence)Exemple:C (Z=6): 1s22s22p2Couche de valence :2s22p2(4 e-de valence)O (Z=8): 1s22s22p4Couche de valence :2s22p4(6 e-de valence)

7 8

HeLiBeNaMgKCa

HBloc sBloc dBloc pnsx(1x2)ns2(n-1)dx(1x10)ns2npx(1x6)

CePrNdPmSmEu

LaHfTaWReOsIrPt

ThPaUNpPuAm

AcInSnSbTeIXeRbSr

GdTbDiHoErTmCmBkCfEsEmMdYbLuNoLrBloc f (ns2(n-2)fx(1x14)9 10 12

BaBeMgCaSrCsLiNaKRbH

TlBAlGaInPbCSiGeSnBiNPAsSbPoOSSeTeAtFClBrIRnNeArKrXeHeScYLaTiSrHfVNbTaCrMoWMnTcReFeRuOsCoRhIrNiPdPtCuAgAuZnCdHg123456789101112131415161718Les Familles d"élémentsLigne = périodeColonne = famille (ou groupe)Certaines familles ont reçues des noms particuliers à connaître.

14Cours de T. BRIERE-ATOMES-Chapitre4

LaAcHfTaWReOsIrPtAuHg

1:Alcalins2: Alcalino-terreux16 : Chalcogènes17: Halogènes18: Gaz RaresLanthanidesActinidesBlocs d et f : éléments de transitionBloc f = Terresrares

15

16ns2np6Couche remplie = stabilité

LA REGLE DE L"OCTETUnatomechercheàacquérirlastructureélectroniquedugazrareleplusprochedeluidanslaclassificationpériodique.Cetterèglepermetdeprévoirfacilementl"ionleplusstabledesélémentsdesblocssetp.

17 CsFr

LiNaKRbH

BaRa

BeMgCaSrTlBAlGaInPbCSiGeSnBiNPAsSbPoOSSeTeAtFClBrIRnNeArKrXeHe12131415161718IONS LES PLUS STABLES DES ELEMENTSsetps1s2p1p2p3p4p5p6N°Colonne

18

FrRaX+X2+X3+X4+X3-X2-X-X4-Attention aux pièges: les métaux donnent des cations et pas desanions. Les semi-métaux peuvent donner des anions et des cations (Sbpar exemple)

QUELQUES PROPRIETES ATOMIQUES ET LEURSVARIATIONS DANS LA CLASSIFICATION PERIODIQUE 19 QUELQUES PROPRIETES ATOMIQUES ET LEURSVARIATIONS DANS LA CLASSIFICATION PERIODIQUE

LES REGLES DE SLATERModèle de Bohr pour les HydrogénoïdesEn=-E0[Z2/n2]R = a0[n2/Z]Pourlesatomespolyélectroniques,ilfaudraitpouvoirtenircomptedesinteractionssupplémentairesélectron-électronquin"existaientpasdanslecasdeshydrogénoïdes.Ces résultats important ont été obtenus dans le cas desatomes hydrogénoïdes à 1 seul électron.

20

+ Z-eAttractionAttractionetrépulsion+ ZLa charge réelle Z est remplacée par unecharge hypothétique Z*

Atome HydrogénoïdeAtomepolyélectronique

Modèle de Slater

21Attraction " corrigée»+Z*La charge réelle Z est remplacée par unecharge hypothétique Z*LachargenucléaireeffectiveZ*tientcompteàlafoisdel"attractionnoyau-électronetdesrépulsionsélectron-électron(effetsd"écran).Modèle de Slater

Calcul de la charge nucléaire effective Z*Pourrendrecomptedel"effetrépulsifdesautresélectronsoncalculeunechargenucléairehypothétiqueplusfaiblequelachargeréelledunoyau.CettechargehypothétiqueestobtenueensoustrayantduZréelleseffetsd"écrandesautresélectrons:Z* = Z-

22Z* = Z-Slateraénoncélesrèglesquipermettentd"exprimerceseffetd"écranentreélectrons.= constante d"écran

REGLES de SLATER1)Ecrirelaconfigurationélectroniquedel"élémentenutilisantlesgroupessuivantsetdansl"ordresuivant:[1s] ; [2s ,2p] ; [3s ,3p] [3d] ; [4s ,4p] [4d] [4f ] ; [5s ,5p][5d ] ; [5f ]...Groupes de Slater :

23

2)Valeurs des constantes d"écranÉlectrons du même groupe:s=0,35(sauf pour1s ous=0,3)Electron d"un groupe plus externe(situé à droite du groupe étudié) :=0

Electronsd"ungroupeplusinterne(situéàgauchedugroupeétudié)a) l"électron étudié appartient à un groupe [ns ; np]Deux cas à distinguer:-Les électrons du groupe immédiatement inférieur (n-1)ont un effet d"écran de=0,85

24

-Les électrons des groupes plus internes (n-2) ; (n-3) etc....ont un effet d"écran=1b) l"électron étudié appartient à un groupe [n d] ou [n f]-Les électrons de tous les groupes plus internes ont un effetd"écran=1

25
[1s] ; [2s ,2p] ; [3s ,3p] [3d] ; [4s ,4p] [4d] [4f ] ; [5s ,5p][5d ] ; [5f ]... ExemplesCl:Z =17:[1s2] ; [2s2;2p6] ;[3s2;3p5]+17électron étudiémême groupe=0,35 26

[1s2][2s2;2p6][3s2;3p5]même groupe=0,35Groupe précédent=0,85groupe interne=1Z* =17-(6*0.35)-(8*0,85)-(2*1) =6,1

ExemplesZn:Z =30:[1s2] ; [2s2;2p6] ;[3s2;3p6] ; [3d10] ; [4s2]+30

27[1s2][2s2;2p6][3s2;3p6]30-(1*0,35)-(18*0,85)-(8*1)-(2*1) =4,35[3d10][4s2]=30-(9*0,35)-(8*1)-(8*1)-(2*1) =8,85=30-(7*0,35)-(8*0,85)-(2*1) =18,75Z*4s=Z*3dZ*3s;3p

Z*~ cte+ 0,65

Sens d"augmentation de Z* dans la classification

28

Sens d"augmentation de Z* dans la classification

Application au calcul de l"énergie d"atomesPour un atome Hydrogénoïdes de numéroatomique Z, l"énergie se calcule par

29

L"énergie totale de l"atome est la somme de la contribution dechaque électron i telle que :Avecn:nombred'électrons

30

Evolution des rayons atomiques ( ra)Lerayond"unatomenepeutêtredéfiniquesil"atomeestengagédansunemolécule.Ildépenddelanaturedesliaisonsetdesprochesvoisins.LerayonatomiqueraestlademidistanceentrelesnoyauxdesdeuxatomesdansuneliaisoncovalentesimpleLerayond"unatomenepeutêtredéfiniquesil"atomeestengagédansunemolécule.Ildépenddelanaturedesliaisonsetdesprochesvoisins.LerayonatomiqueraestlademidistanceentrelesnoyauxdesdeuxatomesdansuneliaisoncovalentesimpleRARARCov(A ) = dA-A/2dA-A

Variation du Rayon atomiqueSurunelignenestconstantetZ*augmentedegaucheàdroite,n2/Z*vadoncbiendiminuerdegaucheàdroiteSurunecolonnenaugmenteduhautverslebas,Z*augmentetrèslégèrementdehautenbas(sensiblementconstant).L"effetdel"augmentationden2l"emportelargementsurl"augmentationdeZ*etlerayonatomiqueaugmentebiendehautenbassurunecolonnedelaclassificationpériodique.

R = a0[n2/Z*]

32

L"effetdel"augmentationden2l"emportelargementsurl"augmentationdeZ*etlerayonatomiqueaugmentebiendehautenbassurunecolonnedelaclassificationpériodique.RSens d"augmentation de R dans la classification

Formule empirique de calcul du rayonde covalence d"un atomeSilacomparaisondesn2/Z*permetdeclasserqualitativementlesatomesparordredetailles,ellenepermetpasd"obtenirlavaleurréelledurayondecovalence.D"autre part, on observe quelques inversions dansl"ordre des rayons atomiques.

33

D"autre part, on observe quelques inversions dansl"ordre des rayons atomiques.C"estpourquoiilfaututiliserlesapproximationssuivantesapproximations:Avec n* = n pour n =2et n =3;n* =3,7pour n =4et n* =4pour n =5

Energies d"ionisation successivesAA++e-+A+A2+e-+A2+A3+e-Première Ionisation : E.I1Deuxième Ionisation : E.I2Troisième Ionisation : E.I3

Il s"agit des énergies associées aux réactions suivantes:

34+A2+A3+e-Troisième Ionisation : E.I3......................................................+A( Z-1)+Az+e-zième Ionisation : E.IzCes énergies sont toujours positives car il faut fournir del"énergie pour arracher l"électron à l"attraction, du noyau.

Variation de E.I1-dans une même ligne E.I1augmente de gauche à droite-dans une même colonne E.I1diminue de haut en bas

3535E.I1Sens d"augmentation de E.I1dans la classification

Z*RE.I1

36E.I1Sens d"augmentation de E.I1dans la classificationL"énergied"ionisationvarieensensinversedurayonatomique

Affinitéélectronique(AE)C"estl"énergiedelaréactiondefixationd"unélectronàl"atomeneutrepourobtenirunanion.A +1e-A-L'affinitéélectroniquepeutêtrepositiveounégativeselonlanaturedel"atome.Elleatendanceàaugmenter,envaleurabsolue,lorsqu'onsedéplacesurunepériodedegaucheversladroitecarlachargenucléaireattirantl"électronaugmenteetlatailledel"atomediminue.Lelongd'unecolonne,ellediminuedehautenbasdufaitquel"augmentationdurayondel"atomefaitdiminuerl"actionduchampattractifdunoyausurlesélectronsdescouchesexternesetaugmentercelleduchamprépulsifdesautresélectrons(effetd"écran).37

Affinitéélectronique(AE)C"estl"énergiedelaréactiondefixationd"unélectronàl"atomeneutrepourobtenirunanion.A +1e-A-L'affinitéélectroniquepeutêtrepositiveounégativeselonlanaturedel"atome.Elleatendanceàaugmenter,envaleurabsolue,lorsqu'onsedéplacesurunepériodedegaucheversladroitecarlachargenucléaireattirantl"électronaugmenteetlatailledel"atomediminue.Lelongd'unecolonne,ellediminuedehautenbasdufaitquel"augmentationdurayondel"atomefaitdiminuerl"actionduchampattractifdunoyausurlesélectronsdescouchesexternesetaugmentercelleduchamprépulsifdesautresélectrons(effetd"écran).

Z*RE.A

38E.ASens d"augmentation de E.A1dans la classificationL"électroaffinitévariecommel"énergied"ionisation,ensensinversedurayonatomique

EchelledeMullikanL'électronégativitéd'unatomed'unélémentchimiqueentrantdansuneliaisonchimiqueestdonnéepardéfinitionpar:=1/2(EI + AE ) exprimée en eV.atome-1oùEIdésignel'énergiedepremièreionisationdel'atomeetAEsonaffinitéélectronique.Commeonneconnaîtpasl'affinitéélectroniquedetouslesélémentschimiquescetteéchelleaconnumoinsdesuccèsquecelledePAULING,beaucoupplusétendue.

40

EchelledeMullikanL'électronégativitéd'unatomed'unélémentchimiqueentrantdansuneliaisonchimiqueestdonnéepardéfinitionpar:=1/2(EI + AE ) exprimée en eV.atome-1oùEIdésignel'énergiedepremièreionisationdel'atomeetAEsonaffinitéélectronique.Commeonneconnaîtpasl'affinitéélectroniquedetouslesélémentschimiquescetteéchelleaconnumoinsdesuccèsquecelledePAULING,beaucoupplusétendue.

41
EAB, EAAet EBBsont les énergies des liaisons A-B ,A-A et B-B exprimée en eV

42Lorsqu"ellessontexpriméesenkcal/mole,larelationd"électronégativitédevient:EAB, EAAet EBBsont les énergies des liaisons A-B ,A-A et B-B exprimée en eV

Z*RX

43XSens d"augmentation de X dans la classificationL"électronégativitévariecommel"énergied"ionisation,ensensinversedurayonatomique.

quotesdbs_dbs50.pdfusesText_50